低压合成金钢石的新方法

【日本《读卖新闻》十二月十八日报道】科学技术厅的无机材料研究所十七日在日本首次研究成功了在低压下合成金刚石的方法，过去，金刚石只能在高压高温条件下合成。新方法是将碳化氢和氢气体通入电炉，析出直径二或三微米的粒子状金刚石晶体，然后制造膜状的金刚石获得成功。
金刚石的合成，按普通的方法是在高气压（六万五千气压）和高温度（大约一千五百度）条件下进行。美国用这种方法合成了五立方毫米（一克拉以上）、日本也成功地合成了三立方毫米（大约○·三克拉）。
这次采用的低压合成方法是混合含碳的气体制造的，被称为气相合成法。苏联从五十年代后期就开始研究这种方法，并合成了直径五微米的金刚石，但这次采用的低压合成方法，在让气体流入这一点上，和苏联研究成的密闭氢气的方法不同。
无机材料研究所的方法是，把硅制的衬底放到电炉里（温度为摄氏七百到一千一百度），使碳化氢（甲烷等）和氢的混合气体（一个大气压以下）在炉内流动，用衬底附近的灯丝进一步加热，经三小时后在衬底上就结成二或三微米粒子状的金刚石。并且，通过调节衬底表面性质和混合气体的浓度，在衬底上合成了膜状（厚约三微米、九平方毫米）的金刚石。
但是，用这种方法为什么能够合成金刚石，详细的机制还不清楚，所以今后的课题是，通过搞清机制，加快金刚石的生长速度，制造更大更厚的金刚石。
金刚石除了具有坚硬的性质外，绝缘耐热性能强，通过加入杂质，也可成为半导体。今后，如果无机材料研究所研究成的方法再进一步取得进展，据说以金刚石半导体代替现在的不耐热的硅半导体，也不是梦想。