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金刚石在亚稳定区域内的生长方法

编辑: 发布时间:2020-05-29 12:02:36

金刚石在亚稳定区域内的生长方法

   在金刚石亚稳定区域内生长金刚石的方法有很多,比如气相法,液相外延生长法,气液固相生长法(VLS法)和常压高温合成法等。
气相法是使含碳的气体分子在低的大气压下被加热分解而游离出碳原子,游离的碳原子在金刚石籽晶表面上沉淀生长金刚石。
液相外延生长法是在熔融的媒介物(如铅,铝等)中形成一个有低的溶解度的溶液,该溶液是在一个有温差的反应装置中流动。金刚石晶种放在较冷的部分。熔融 媒介物从较热部分流动到较冷的部分,然后又从较冷的部分再回到较热的部分,造成连续循环,在循环的过程中,溶媒中的碳原子不断沉淀在金刚石晶种上长大。
气液固相外延生长法是用六千瓦的氙灯当作加热源,铼针支撑金刚石晶种装在石英甑中,然后放在灯光的焦点上。稍低于大气压的压力把含碳气体充满石英甑作为碳源。通过显微镜可以看到金刚石晶须的形成以及生长情况。晶须的生长速度取决于温度、压力及其他一系列参数,平均每小时大约生长10微米,有的时候每小时可以达到100至400微米。
常压高温合成法是将碳和一种或者是多种金属置于铝、锂或锌的熔体中,加热到大约1650度,然后在常压下降到室温。这些金属和碳的重量比为2.1:1.5。这种方法适用的温度范围在1400度到1800度,高温需要保持半小时以上。所制得的金刚石的大小决定于冷却时间,冷却时间至少4小时才可得到可用的金刚石。金刚石的晶形是八面体的。

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