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高質量金剛石單晶的製備與應用其他功能材料。
關鍵詞： 高質量、大尺寸、金剛石單晶、半導體
應用領域
半導體材料與器件
成果簡介
利用微波等離子體化學氣相沉積方法，實現了大尺寸金剛石單晶規模化生長。獲得厘米級大尺寸金剛石單晶，為以後金剛石單晶應用於半導體器件奠定基礎。研製出系列高性能CVD金剛石單晶切削工具。
經濟效益與社會效益
本成果有助於推動金剛石單晶在機械加工等多個領域的應用拓展，加快我國在汽車、半導體等高科技領域產業的發展，有望產生巨大的經濟效益和社會效益。完成CVD金剛石及製品從小試階段到中試、量產的跨越，滿足國家傳統和新興產業、航空航天高端產業等多部門對CVD金剛石的剛性需求，創造更大的社會和經濟效益。
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金剛石單晶
單晶金剛石的特點是硬度和耐磨性，金剛石是由具有飽和性和方向性的共價鍵結合起來的晶體，因此它具有極高的硬度和耐磨性，是目前所知自然界中最硬的物質。
金剛石的形態可分為單晶體，連生體和聚晶體。單晶體可進一步分為立方體，八面體，菱形十二面體。人造金剛石的晶體形態，其中以六-八面體形態最為常見。人造金剛石單晶體呈平面狀，具有明顯的晶棱和頂角。
單晶金剛石的製造工藝
靜壓觸媒法
是指在金剛石熱力學穩定的條件下，在恆定的超高壓高溫和觸媒參與的條件下合成金剛石的方法。
動壓法
動壓法主要是爆炸法，爆炸法壓力溫度條件與不用觸媒的靜壓法相似（壓力一般在20Gpa以上），但產生高溫高壓的方法不同，不是用壓機，而是用炸藥。
亞穩態生長法
亞穩態生長法是在金剛石亞穩態的壓力溫度條件下的生長方法。這種方法不需要高壓，往往是在常壓或負壓（真空）下進行。