CVD法は、Chemical Vapor Deposition(化学気相成長法)とも呼ばれ、気相から固体材料を蒸着させるプロセスである。
CVD法は、揮発性の前駆物質とコーティングされる材料の表面との化学反応を伴う。
CVD法は、ダイヤモンドの自然成長に必要な条件とは異なる条件下で、人工的にダイヤモンドを製造する新しいアプローチです。
CVD法とは?5つのポイントを解説
1.炭素質前駆体の分解
CVD法では、炭素質前駆体をさまざまな活性化方法を用いて、高還元性雰囲気中で分解する。
これにより、適切な基板上に多結晶ダイヤモンドが成長する。
2.再現性のある成長と高品質ダイヤモンド
他の方法と比較して、CVD法は再現性のある成長と高品質のダイヤモンドを得ることができます。
しかし、単結晶ダイヤモンド膜を生成するためには、単結晶ダイヤモンド基板が必要となります。
3.CVD法の種類
ダイヤモンドの製造に用いられるCVD法には、さまざまな種類があります。
プラズマエンハンスト化学気相成長法(PECVD法)
この方法は、化学反応と蒸着プロセスを強化するためにプラズマを利用します。
マイクロ波プラズマ化学気相成長法 (MPCVD)
マイクロ波エネルギーを利用してプラズマを発生させ、ダイヤモンドの成膜を促進します。
低圧化学気相成長法 (LPCVD)
この方法では、成膜プロセス中に低圧を維持し、成長条件を制御します。
超高真空化学気相成長法 (UHVCVD)
この方法は、成長プロセスを正確に制御するために、極めて低い圧力と高い真空度で作動する。
4.高品質ルースダイヤモンドの製造
CVDダイヤモンド法は、高品質のルースダイヤモンドを製造するために使用されます。
純粋な炭素プラズマが存在するチャンバー内に材料を入れます。
炭素原子は時間をかけて素材に堆積し、最終的に人工ダイヤモンドが形成されます。
カラー・ファンシー・ダイヤモンドを製造するには、成長段階で特定の微量元素を炭素結晶格子に挿入します。
5.天然ダイヤモンド形成の模倣
CVD法は、星間ガス雲でダイヤモンドが形成される方法を模倣したもので、HPHT法(高圧高温法)に比べて圧力が低い。
ダイヤモンドの種は、炭素を多く含むガスで満たされた真空チャンバーに入れられ、華氏約1500度まで加熱される。
高温によって気体がプラズマ化し、炭素片がダイヤモンドの種に降り注ぎ、ダイヤモンドが成長する。
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