Effects of seed crystal size on growth of gem-diamond single crystal

本文在国产六面顶压机上, 在5.6 GPa, 1250—1450 ℃的高压高温条件下, 分别选用边长0.8, 1.5和2.2 mm三种尺寸的籽晶, 系统开展了Ib型宝石级金刚石单晶的生长研究. 文中系统考察了籽晶尺寸对宝石级金刚石单晶生长的影响. 首先, 考察了籽晶尺寸变化对宝石级金刚石单晶裂晶问题带来的影响. 研究得到了籽晶尺寸变大, 裂晶出现概率增加的晶体生长规律. 其次, 在25 h的生长时间内, 考察了上述三种尺寸籽晶生长金刚石单晶时, 生长时间与单晶极限生长速度的关系. 得到了选用大尺寸籽晶, 可以提高优质单晶合成效率、降低合成成本的研究结论. 借助扫描电子显微镜和光学显微镜, 对三种尺寸籽晶生长金刚石单晶的表面形貌进行了标定. 最后, 傅里叶微区红外测试, 对三种尺寸籽晶生长宝石级金刚石单晶的N杂质含量进行了表征. 研究得到了选用大尺寸籽晶实现快速生长金刚石的同时, 晶体的N杂质含量会随之升高的晶体生长规律.