化学気相成長法（CVD）は、炭化水素ガス混合物からダイヤモンドを成長させる方法である。このプロセスでは、密閉されたチャンバー内に薄いダイヤモンドの種を置き、それを摂氏800度前後に加熱し、メタンのような炭素を多く含むガスと他のガスを混ぜたものをチャンバー内に充填する。ガスがイオン化して分子結合が切断され、純粋な炭素がダイヤモンドシードに付着する。そして、この炭素が原子ごとに、層ごとに積み重なり、新しいダイヤモンド結晶を形成する。
詳しい説明
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ダイヤモンドシードの準備
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このプロセスは、厚さ約300ミクロン、大きさ10x10ミリの薄切りのダイヤモンドシードを選ぶことから始まります。このシードは、多くの場合、以前にラボで作成されたダイヤモンドから調達されます。不純物があると、新しいダイヤモンドのインクルージョン（内包物）に成長するため、徹底的に洗浄し、欠陥がないことを確認します。チャンバーの設置
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洗浄されたダイヤモンドシードは、密閉されたチャンバーに入れられます。この密閉は、ダイヤモンドの純度や品質に影響を及ぼす可能性のある外部からのガスの侵入を防ぐために重要です。
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ガスの導入：
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チャンバー内は、炭素を多く含む混合ガスで満たされます。通常、メタンと水素が混合されます。プロセスを促進するために窒素を加えることもありますが、これはダイヤモンドに黄色味を帯びさせる可能性があるため、高品質の合成ダイヤモンド製造業者では一般的に避けています。加熱とイオン化：
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チャンバー内のガスは、通常800℃前後の非常に高い温度に加熱される。この高温は、炭素を含むガスと水素を分解し、反応性基の形成を促進するために必要です。その後、多くの場合マイクロ波やレーザーを用いてガスをイオン化し、ガス中の分子結合を切断する。
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蒸着と成長：
イオン化によって気体の分子が分解され、純粋な炭素がダイヤモンドシードに付着する。この炭素は、既存のダイヤモンド構造と強い原子結合を形成しながら、ゆっくりとシード上に蓄積していきます。層ごとに成長し、各層がダイヤモンド結晶の大きさと複雑さを増していきます。
制御された環境
