金剛石在亞穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的生長方法

金剛石在亞穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)的生長方法

   在金剛石亞穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)生長金剛石的方法有很多，比如氣相法，液相外延生長法，氣液固相生長法（VLS法）和常壓高溫合成法等。
氣相法是使含碳的氣體分子在低的大氣壓下被加熱分解而游離出碳原子，游離的碳原子在金剛石籽晶表面上沉淀生長金剛石。
液相外延生長法是在熔融的媒介物（如鉛，鋁等）中形成一個有低的溶解度的溶液，該溶液是在一個有溫差的反應(yīng)裝置中流動。金剛石晶種放在較冷的部分。熔融 媒介物從較熱部分流動到較冷的部分，然后又從較冷的部分再回到較熱的部分，造成連續(xù)循環(huán)，在循環(huán)的過程中，溶媒中的碳原子不斷沉淀在金剛石晶種上長大。
氣液固相外延生長法是用六千瓦的氙燈當(dāng)作加熱源，錸針支撐金剛石晶種裝在石英甑中，然后放在燈光的焦點(diǎn)上。稍低于大氣壓的壓力把含碳?xì)怏w充滿石英甑作為碳源。通過顯微鏡可以看到金剛石晶須的形成以及生長情況。晶須的生長速度取決于溫度、壓力及其他一系列參數(shù)，平均每小時大約生長10微米，有的時候每小時可以達(dá)到100至400微米。
常壓高溫合成法是將碳和一種或者是多種金屬置于鋁、鋰或鋅的熔體中，加熱到大約1650度，然后在常壓下降到室溫。這些金屬和碳的重量比為2.1：1.5。這種方法適用的溫度范圍在1400度到1800度，高溫需要保持半小時以上。所制得的金剛石的大小決定于冷卻時間，冷卻時間至少4小時才可得到可用的金剛石。金剛石的晶形是八面體的。