日本低压合成金刚石获成功

【日本《每日新闻》一月二十三日报道】前年，科学技术厅无机材料研究所在不到一个大气压的常压下成功地合成了膜状和微结晶状的金刚石。该所最近又发明了使用微波的新型金刚石低压合成法。以前的方法被称为化学气相析出法（ＣＶＤ法），但这种方法的缺点是，如果不能很好地控制甲烷与氢的混合比例、温度和压力，那么石墨就会和金刚石结晶同时析出。而这次发明的等离子体ＣＶＤ法的特点是，金刚石生成量多，并且，析出条件也不那么严格，石墨难以形成。
等离子体ＣＶＤ法的具体做法是，使用在家庭用电子灶等使用的磁控管，把频率为二点四五兆赫、功率为四百瓦的微波经导波管导入到装进氢和甲烷混合气体的石英管。此时的气体温度为七百到一千度，混合气体的压力是三分之一个大气压。甲烷与氢的混合比例是，甲烷占总的百分之几，剩下的全部是氢。大约一个小时，在已装进石英管中的长和宽各一厘米、厚三十毫米的硅衬底上，附着厚几毫米的膜状金刚石和微结晶金刚石。如果时间长一些，也会生成一厘米大小的金刚石。
微波起的作用是，把混合气体变成等离子体，给等离子体状态的电子输送能量，将氢气分解成原子状氢。金刚石析出的机制还不很清楚，但据认为很可能是原子状的氢和甲烷发生反应生成甲基，热分解后处于激发状态的游离碳形成核，随后金刚石便析出。