JPH05117085A - 複合素材、その製造方法およびその用途 - Google Patents

複合素材、その製造方法およびその用途

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JPH05117085A
JPH05117085A JP3218602A JP21860291A JPH05117085A JP H05117085 A JPH05117085 A JP H05117085A JP 3218602 A JP3218602 A JP 3218602A JP 21860291 A JP21860291 A JP 21860291A JP H05117085 A JPH05117085 A JP H05117085A
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    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B25/00—Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02—Epitaxial-layer growth
    • C30B25/10—Heating of the reaction chamber or the substrate
    • C30B25/105—Heating of the reaction chamber or the substrate by irradiation or electric discharge
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C30—CRYSTAL GROWTH
    • C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02—Elements
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単な方法で製造することができ、優れた熱
伝導度を有する複合素材を提供すること。 【構成】 基体と該基体上に成長した低圧ダイヤモンド
層とから成り、該基体の表面層はガス相からダイヤモン
ド格子のホモまたはヘテロエクタクシー的成長が可能で
ある改善された熱伝導度を有する複合素材であり、前記
成長したダイヤモンド層は通常のダイヤモンド組成物と
比較して炭素同位体Ｃ12に富み、炭素同位体Ｃ13および
Ｃ14の挙動にとぼしい。 【効果】 優れた熱伝導度、硬度、および耐化学的、物
理的変化を備えた複合素材が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】ダイヤモンドは高い熱伝導度を有するので
工業的に熱の伝導のために使用されており、比較的純粋
な、単結晶性の天然ダイヤモンドまたは高圧ダイヤモン
ドが使用されている。ダイヤモンドにおける熱の移動
は、大抵の金属性伝導体と比較して、ホノン(phonon)、
すなわち量子化された格子振動によるよりも遊離電子に
よる方が少ないので (1981年ライプツイッヒの原料産業
のための国営ドイツ出版社から発行された W. Schatt
著、材料科学入門、第422頁参照) 、理論的考察から同
位元素的に純粋なダイヤモンド結晶格子の熱伝導度は、
いくつかの炭素同位体 (Ｃ12、Ｃ13、Ｃ14) から構成さ
れる通常のダイヤモンドよりも実質的により高いであろ
うと長い間、予想されていた。この理論的考察は、高圧
ダイヤモンド合成(Science. Research News, 1990年７
月６日, 第27〜28頁およびNZZ-Forschungund Technik,
No.180, 第35頁, 1990年８月８日およびT. Anthony, NA
TO SummerSchool, Castel Vecchio. Italy, 1990 年７
月参照) の助けによる比較純粋なＣ12ダイヤモンド単結
晶の製造によって確認された。
【０００２】炭素同位元素Ｃ12に富む高圧単結晶ダイヤ
モンドについて熱伝導度が室温で測定され、その結果は
純粋な銅の熱伝導度の約10倍であった。ダイヤモンドに
おける約１％〜０.5％の通常の同位元素分布に比較し
て、炭素同位体Ｃ13および Ｃ 14を低下させると、熱伝
導度の著しい増大がもたらされることを示すことができ
た。しかしながら、この効果は比較的欠陥のない単結晶
格子においてのみ起る。なぜならば、結晶格子における
欠陥は等しくない原子量と同様に妨害されないホノンの
振動に否定的に影響するからである。
【０００３】原料として炭素同位元素Ｃ12に富むガスの
使用による低圧ダイヤモンド合成はＣ12に富むダイヤモ
ンド層の製造を可能にする。しかしながらこの合成法
は、通常では多くの結晶格子欠陥を有する多結晶ダイヤ
モンド層を生じ(Ch. Chatfieldet al, J. Mat. Science
Letters, 1989を参照) 、この結果、この方法によって
製造されたＣ12に著しく富むダイヤモンドにおいても熱
伝導度が大幅に低下し、天然の同位元素混合物から構成
されたダイヤモンド格子と比較して熱伝導度の増大は実
質的に改善されない。
【０００４】現在までのところ、同位元素効果を利用す
ることができるダイヤモンドの製造に低圧合成を用いる
こころみは成功していない。むしろ、現在までは二段階
法が用いられていた (Science. ResearchNews, 1990年
７月６日、第27〜28頁および NZZ-Forschung und Techn
ik, No.180, 第35頁, 1990年８月を参照) 。この方法に
おいては、同位元素Ｃ12に富む粗ダイヤモンドが低圧合
成を用いて最初に製造され、次いで第２工程において高
圧法で完全に再び溶解され、次いで高圧下でのみ結晶が
成長されて単結晶が得られる。この操作は複雑かつ費用
がかさむ。
【０００５】従って本発明の目的は、上記二工程法を避
けて、より簡単に製造することができ、改善された熱伝
導度を有するダイヤモンドを得ることにある。本発明に
よれば、この目的は改善された熱伝導度を有する複合素
材によって達成され、この複合素材は、その表面層がガ
ス等からダイヤモンド格子のホモエピタクシーまたはヘ
テロエピクタシー的成長が可能な基体と、基体上に成長
した低圧ダイヤモンド層とから構成され、成長した低圧
ダイヤモンド層は普通のダイヤモンド組成物に比較して
炭素同位元素Ｃ12に富み、炭素同位体Ｃ13およびＣ14の
挙動がとぼしい特徴を有する。
【０００６】このタイプの複合素材は、単一工程の低圧
合成法で製造することができ、この方法は上述した高価
な二工程法と比較して技術的に著しく優れている。基体
上に成長した低圧ダイヤモンド層が炭素同位元素Ｃ12に
富んでいるばかりでなく、改善された熱伝導度の効果を
更に増大する、結晶格子欠陥を可能な限り持っていない
ことを確実にするために、複合素材の基体が全て単結晶
から構成されるか、または単結晶表面層を有することが
好ましい。
【０００７】その上に低圧ダイヤモンド層が成長する完
全な単結晶基体または単結晶層は、たとえば天然ダイヤ
モンド基体、高圧ダイヤモンド基体または低圧ダイヤモ
ンド基体またはこれらの表面層を有する基体のようなＣ
12に富まない単結晶ダイヤモンドから構成され、好適
な、かつ好ましい結晶方向、たとえば (100)／(110)／
(111) の選択の可能性がある。
【０００８】これらの代りに、単結晶基体または基体の
単結晶表面層は、また、その表面上に低圧ダイヤモンド
合成の条件下でヘテロエピタクシー的に形成された単結
晶ダイヤモンド被覆の他の物質で構成することができ
る。このタイプの物質は、たとえば、準安定な、超硬質
形状の一つのＢＮ、ＢＰ、Ｃ3Ｎ4 または混合結晶、三
元素相またはＣ、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｐおよび／またはＳの一
種からなる混合物質である。好ましい結晶表面は、ま
た、これらの物質を用いて選択することができる。
【０００９】また、基体の単結晶表面層は、また、ダイ
ヤモンド状炭素、無定形炭素またはａ：Ｃまたはａ：Ｃ
Ｈのような他の炭素含有物質、またはアダマンタイト
(adamantite) の空間構造を有する炭素含有物質の単分
子層までの薄層から構成することもできる。基体または
その表面層は、対応するＣ12に富むガスを用いる低圧合
成によって、Ｃ12に富むダイヤモンドをエピタクシー的
に、好ましくは単一結晶形状で成長させるのに好適であ
ることが必須である。このことは、いづれの場合におい
ても、基体または基体表面層が、その表面原子がそれら
の特殊な幾何学的配列および化学的結合によって、ガス
相からダイヤモンド格子の核の形成とホモまたはヘテロ
エピタクシー的な成長を可能にする単結晶物質または単
一結晶層であるときに可能である。しかしながら、基体
または基体の表面層は、単結晶ダイヤモンドまたは柱状
結晶ダイヤモンドで構成することもできる。もしも基体
または基体表面層がダイヤモンドから成る場合には、も
しも高純度であるならばこのダイヤモンドが高い熱伝導
度を有すると云う利点がある。
【００１０】基体上に成長した低圧ダイヤモンド層は必
ずしも単結晶であることを必要としないが、本発明によ
れば、いづれの場合においても、この層は炭素同位元素
Ｃ12に富んでいなければならない。このＣ12に富む低圧
ダイヤモンド層は、本発明によれば、上記のようにたと
えば単一結晶または柱状結晶であるが、しかしながら好
ましくは単結晶である。
【００１１】熱伝導のための良好な利用のためには、成
長した低圧ダイヤモンド層が少なくとも部分的に基体を
被覆し、かつその熱が伝達される熱源よりも低圧ダイヤ
モンド層が大きく、かつ低圧ダイヤモンド層が最低４μ
ｍの厚みを有することが有利である。低圧ダイヤモンド
層が厚いほど熱伝導は良好になるが、層の厚みに関して
は価格の理由から上限がある。
【００１２】ホノンによる熱伝導は、ダイヤモンドと非
ダイヤモンドとの間の境界における熱伝導に困難さをも
たらす。これは、たとえば、もしもダイヤモンドから金
属へ熱の伝導が起る場合に生ずる。なぜならば、金属に
おいては容易に移動可能な電子のみがほとんど熱伝導の
原因であるからである。
【００１３】この問題を解決するために、本発明によれ
ば複合素材がその表面に、および／またはこの低圧ダイ
ヤモンド層の下に、ダイヤモンド格子から、そしてダイ
ヤモンド格子へホノンのパルスを伝達しやすい無機物質
の付加的層を有することが好ましい。このタイプの付加
的層は金属のように他の物質への熱伝導の媒介者として
作用する。好都合なことには、このタイプの付加的層
は、炭化物、窒化物、ホウ化物、リン化物、硫化物、ア
ルミニウム化物および酸化物からなる群から選ばれた他
の超硬質物質または硬質物質、またはこれらの混合結晶
または合金化合物および金属および半金属の相から成
り、これら物質では電子に加えてホノンもまた熱伝導の
著しい比率を占める。
【００１４】より一般的に云えば、無機物質はホノンパ
ルスの伝達を改善するための他の層として用いることが
できる。この無機物質においては、それらの原子の性質
(大きさ、および重量) の故に、および空間的配置の故
に、かかるホノンパルス (エネルギー) の伝達がとりわ
け好都合に起る。ダイヤモンド層上に完全に、または部
分的にエピタクシー的に生長する、かかる付加的層は、
たとえば慣用的なＰＶＤ法、ＣＶＤ法またはスパッタリ
ングによって形成することができる。
【００１５】もしも複合素材が、破壊または変化に対し
て、生長した低圧ダイヤモンド層を保護する表面層を有
するならば、より一層好ましい。かかる表面層は同時に
ダイヤモンド格子から、およびダイヤモンド格子へのホ
ノンパルスの伝達に助長する性質を有する。しかしなが
ら、この性質を有しなければならないことはない。この
層はまた、ＰＶＤ法、ＣＶＤ法またはスパッタリングに
よって形成することができる。この層は、化学的表面攻
撃、拡散、触媒によるダイヤモンドのグラファイトへの
変換促進のような可能な化学反応から、たとえば、５00
℃以下の比較的低温においてすでにはじまる酸化による
保護されないダイヤモンドの破壊に対してダイヤモンド
を保護することができる。たとえば、かかる層はチタン
カーバイト、または窒化チタンまたは炭化珪素の薄い層
である。
【００１６】また基体は、たとえば、低圧ダイヤモンド
層の成長を可能にする表面層を有する器具であっても良
い。基体上へのダイヤモンド層の成長のための、可能な
低圧合成方法は、基本的には低圧ダイヤモンド合成によ
る炭素同位元素Ｃ12に富むガス相からのダイヤモンド層
の成長が可能な全ての方法である。とりわけ好適な方法
は、基体上に欠陥ができるだけ少ないエピタクシー的に
成長したダイヤモンド結晶を形成させることができる方
法である。マイクロウェーブ法、熱フィラメント法、プ
ラズマ法および化学炎法、電弧の周辺領域において行な
われる脈動的かつ連続的直流および交流負荷およびこれ
らの種々の組合せが好適である。これらの方法は、それ
自体は文献から、特に単結晶半導体の製造において知ら
れている。
【００１７】用いられる圧力はマイクロウェーブ法、Ｒ
Ｆプラズマ法およびＲＦ炎法およびＤＣ／ＡＣグロー放
電法および熱フィラメント法では便利的には０.1〜760t
orrの範囲であり、好ましくは10〜200torr の範囲であ
り、熱アークプラズマ法では少なくとも10torr、好まし
くは 300〜760torr であり、化学炎法では少なくとも10
torr、好ましくは 500〜760torr である。
【００１８】これら全ての方法において、ガス流量は常
圧下で、かつ代表的な径３〜10cmの小型実験室用反応器
では、好都合的には１〜300l/h、好ましくは10〜100l/h
である。流速は代表的には数m/sec であるが、ガス圧力
および温度および反応器サイズに強く依存する。上記し
た全ての方法においては、基体の冷却が好都合である。
基体温度は 350〜1200℃が有利であり、好ましくは 600
〜1050℃である。ガス混合物は、メタンまたは他の炭化
水素のような炭素源を含む水素から構成されるのが好都
合である。ガス混合物における炭素比率は0.01〜20容積
％が好都合であり、好ましくは０.5〜２容積％である。
【００１９】全ガス混合物に対する酸素の比率は好都合
的には0.01〜10容積％であり、好ましくは０.1〜１容積
％である。酸素の付加の代りに、ガス混合物はアルコー
ル、アセトンなどのような同時に炭素源でもある有機の
酸素含有物を含むこともできる。また水素の代りにフッ
素を用いることもできる。化学炎法においては、炭化水
素と純酸素との混合物が好都合に用いられ、たとえばア
セチレンまたはメタノールが炭化水素として用いられ
る。
【００２０】この化学炎法の実施にあたっては、参考文
献の"Proceedings12. Int. Plansee-Seminar”(1989年
５月８日〜12日) の第615〜631頁が参考になる。一般
に、低炭素濃度によって得られた比較的おそい成長速度
がある限界内で保持され、低ガス圧などが低酸素濃度と
組合わされて、とりわけ好ましい結果をもたらす。
【００２１】本発明による複合素材は異なる目的に、と
りわけ熱伝導に著しく有利に用いることができる。本発
明による複合素材は、受動的な熱伝導に有利に用いるこ
とができる。その高い熱伝導度の故に、本発明による複
合素材のダイヤモンド層の表面に直接的に適用される熱
伝導またはエネルギー源の温度低下に関する改善を達成
することができる。
【００２２】もしも熱または冷熱を生ずる物体、すなわ
ちエキルギー源がダイヤモンド層よりも小さい場合に有
利である。放射により、またはガス、液体または固体の
対流によりダイヤモンド表面に伝導される、または加速
された粒子、分子、ラジカル、原子、イオン、電子がダ
イヤモンド層の表面に衝突したときに直接発生する熱ま
たは冷熱は同様な方法で分散され、その結果としてダイ
ヤモンド層の温度は、物体がこの層なしの場合に持つで
あろう温度よりも、供給されたエネルギーと同量だけよ
り低下する。
【００２３】このことから、本発明による複合素材の多
くの用途は、たとえば半導体として、または機械的、電
気的、電子的要素の集束赤外レンズまたは表面のような
物体からの熱伝導のように、工業的に用いられる、いわ
ゆる吸熱器として操作における加熱または冷却されるべ
き表面にもとづく。もしも本発明による複合素材によっ
て、それから熱が分散されるべき熱源が、その上に熱源
が位置する低圧ダイヤモンド層よりも小さい場合には、
ダイヤモンド層を横断する熱の流ればかりでなく、加え
てその層の面における熱の流れが生じ、その結果、熱は
急速に全複合素材中に分布し、加えて改善された熱伝導
がもたらされる。
【００２４】本発明による複合素材は、また、複合素材
の表面の付加的な活性機能を有する用途にも用いること
ができ、このダイヤモンドの他の性質は改善された熱伝
導度に加えて用いられる。たとえば、ダイヤモンド層を
高速で、かつ高い局部圧で物体と直接こすることによっ
て、その表面に熱を発生させることができる。ダイヤモ
ンドの大きな硬度、高い耐化学薬品性および他の有利な
性質は強い加熱によってそこなわれるであろうし、グラ
ファイト形成傾向は著しく増大するであろう。かかる環
境は、例えば摩耗にさらされる金属切断中に、または他
の処理および仕上げ操作において起る。本発明による複
合素材の良好な熱伝導の故に、ダイヤモンドの他の性質
の損傷が回避される。
【００２５】ダイヤモンドの表面温度の低下は、グラフ
ァイトへの変換、酸化および炭素の拡散のような化学的
および物理的反応を遅延させ、従って摩耗、腐食、粗面
化および破砕などに起因する損失および被害の低下をも
たらす。従って、ダイヤモンド層を含む器具または要素
の寿命は、もしもこれらダイヤモンド層が本発明によっ
て炭素同位元素Ｃ12に富んでいるならば、増加する。も
しも熱の発生が、たとえば多くの摩耗工程におけるよう
に点状の場所、すなわち小さいミクロ範囲において起る
ならば、小さい表面範囲に制限される熱伝導容量も望ま
しい効果をもたらす。従って本発明の主題は、もしも多
くの連続的柱状結晶によって多結晶層構造が形成された
場合にもその活性を発揮することができる。このタイプ
の構造は、ＣＶＤ法においてしばしば自然発生的に形成
される。このタイプの層の個々の粒子は夫々、次いで単
結晶のように熱伝導要素として柱状結晶軸の方向に個々
に作用する。
【００２６】ここで、もしも格子欠陥が好ましくは粒子
境界において起り、カラム状結晶粒子自体が欠陥がな
く、可能な限り単結晶状であることが有利である。すで
に知られているように、単一結晶 (mono crystal) は単
結晶 (single crystal) よりも完全ではないが、小さい
角粒子境界 (anglegrain boundary)および均一な結晶方
向を有する粒子と同様に作用し、ダイヤモンドの好まし
い成長環境で形成される。
【００２７】かかる単一結晶によって単結晶による効果
と同様な効果をしばしば達成することができる。以上、
徹底的に述べたとおり、もしもＣ12に富む低圧ダイヤモ
ンド層の表面が、更にホノンパルスをダイヤモンド格子
から、およびダイヤモンド格子へ伝達する被覆および／
または化学的および物理的反応への導入に対する保護層
としての機能が更に付与されるならば、上記の全ての用
途における付加的な利点を達成することができる。以
下、本発明の実施例を述べる。
【００２８】
【実施例】
実施例１ 高圧ダイヤモンド単結晶 (たとえばSumi結晶) からなる
基体上に基体表面温度1050℃で、Ｃ12に富む炭素を用
い、Astex マイクロウェーブ装置 (１.5KW) で低圧ダイ
ヤモンド層を析出させた。装置の出力は１.2KW、ガス圧
80torr、析出時間は20時間であった。この装置で用いた
ガスの組成は、メタン０.5％および水蒸気0.02％を含む
水素であった。上記析出時間の間に、厚さ15μｍを有す
るダイヤモンド層が形成された。 実施例２ 熱フィラメント法によって、吸熱器用の高圧ダイヤモン
ド単結晶 (Sumi結晶)上に基体表面温度 950〜1050℃、
析出時間48時間で低圧ダイヤモンド層を析出させた。装
置は2100または2200℃のタンタルワイヤーを備えてい
た。基体との距離は、７〜11mm (ワイヤー直径０.3mm／
1000W ) または25〜40mm (ワイヤー直径２mm／７KW) で
あった。Ｃ12富化炭素を用いた。使用したガス混合物
は、０.8モル％のアセトンまたは０.4モル％のメタノー
ルを含む水素からなるものであった。析出時間は48時間
であり、厚さ30〜45μｍを有するダイヤモンド層が形成
された。 実施例３ 実施例２を繰り返し、形成された低圧ダイヤモンド層の
表面にＣＶＤ法によって TiCまたは Ti(Ｎ, Ｃ) または
SiCの２μｍ厚さの層、またはＰＶＤ法によってこれら
硬質物質の０.5μｍの厚さの層を形成した。 実施例４ 本発明に従ってダイヤモンド中間層によって切断具を改
善した。切断具全体が本発明による複合素材とみなされ
た。基体は炭化タングステン／炭化コバルトまたはタン
グステン／炭化タンタル／炭化チタン／コバルトにもと
づいて検索可能なインサートからなるものである。
【００２９】厚み４μｍの炭化チタンの薄い層を通常の
ＣＶＤ法によって、この検索可能なインサートに、コバ
ルトの拡散に対するシーリング層として、かつ熱伝導を
改善するために形成した。この層の上に、実施例１の装
置を用いるマイクロウェーブ法によって厚み10μｍの低
圧ダイヤモンド層を形成した。この層の上に、再び熱伝
導増大のために、かつ酸化に対する保護層として、ＣＶ
Ｄ法によって厚み４μｍの炭化チタン層を形成し、かつ
耐摩耗性改善のための最外層として８μｍ厚みのAl2O3
層 (ＣＶＤ法) を形成した。

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基体と該基体上に成長した低圧ダイヤモ
    ンド層とから成り、該基体の表面層はガス相からダイヤ
    モンド格子のホモまたはヘテロエクタクシー的成長が可
    能である改善された熱伝導度を有する複合素材であり、
    前記成長したダイヤモンド層は通常のダイヤモンド組成
    物と比較して炭素同位体Ｃ12に富み、炭素同位体Ｃ13お
    よびＣ14の挙動にとぼしいことを特徴とする複合素材。
  2. 【請求項２】 前記素材が夫々の場合において、多くと
    も０.5重量％の炭素同位体Ｃ13およびＣ14を含む請求項
    １記載の素材。
  3. 【請求項３】 前記素材が単結晶基体または単結晶表面
    層を有する基体を有する請求項１または２記載の素材。
  4. 【請求項４】 前記単結晶基体または前記基体の単結晶
    表面層が炭素同位体Ｃ12に富まないダイヤモンド単結晶
    から構成される請求項３記載の素材。
  5. 【請求項５】 前記単結晶基体または前記基体の単結晶
    表面層が微量の不純物と高熱伝導度を有するダイヤモン
    ドから構成される請求項４記載の素材。
  6. 【請求項６】 前記基体が単一結晶または柱状結晶ダイ
    ヤモンドから構成されるか、またはこのタイプの表面層
    を有する請求項１または２記載の複合素材。
  7. 【請求項７】 前記単結晶基体または前記基体の単結晶
    表面層がＢＮ、ＢＰ、Ｃ3Ｎ4 または混合結晶、三成分
    相またはＣ、Ｂ、Ｎ、Ｏ、Ｐおよび／またはＳ元素の一
    種以上から構成される混合物質から構成される請求項
    １、２または３記載の複合素材。
  8. 【請求項８】 前記基体の表面層がダイヤモンド状炭
    素、無定形ダイヤモンドまたは他の炭素含有物質の薄層
    から構成される請求項１、２または３記載の複合素材。
  9. 【請求項９】 前記基体上の低圧ダイヤモンド層が単一
    結晶または柱状結晶ダイヤモンド、好ましくは単結晶ダ
    イヤモンドから構成される請求項１、２、３、４、５、
    ６、７または８記載の複合素材。
  10. 【請求項10】 前記基体を少なくとも部分的に低圧ダイ
    ヤモンド層が被覆し、かつ該層が最低厚み４μｍを有す
    る請求項１、２、３、４、５、６、７、８または９記載
    の複合素材。
  11. 【請求項11】 前記基体がその表面に、および／または
    Ｃ12に富む前記低圧ダイヤモンド層の下に、ダイヤモン
    ド格子からの、およびダイヤモンド格子へのホノンパル
    スの伝達を助長する無機物質の付加的層を有する請求項
    １、２、３、４、５、６、７、８、９または10記載の複
    合素材。
  12. 【請求項12】 前記付加的層が炭化物、窒化物、ホウ化
    物、リン化物、硫化物、アルミニウム化物および酸化物
    からなる群からの、またはこれらの混合結晶または硬質
    金属間相の他の超硬質物質または硬質物質から構成され
    る請求項11記載の複合素材。
  13. 【請求項13】 前記複合素材が好ましくは炭化チタン、
    窒化チタン、炭窒化チタン、ホウ化チタンまたは炭化珪
    素から構成された追加の保護層を有する請求項１、２、
    ３、４、５、６、７、８、９、10、11または12記載の複
    合素材。
  14. 【請求項14】 低圧ダイヤモンド合成によって基体上に
    ダイヤモンド層を成長させることによって請求項１、
    ２、３、４、５、６、７、８、９、10、11、12または13
    記載の複合素材を製造するための方法であり、該ダイヤ
    モンド層の成長の間、炭素同位体Ｃ12に富み、重質炭素
    同位体Ｃ13およびＣ14にとぼしいガスをガス相において
    用いることを特徴とする複合素材の製造方法。
  15. 【請求項15】 前記低圧ダイヤモンド層が単結晶の形状
    でエピタクシー的に成長した請求項14記載の製造方法。
  16. 【請求項16】 前記基体が単結晶基体または単結晶表面
    層を有する基体である請求項14または15記載の製造方
    法。
  17. 【請求項17】 使用した基体が部分的にのみ単結晶ダイ
    ヤモンド層のヘテロエピタクシー的成長を可能にする
    か、または全く不可能にするが、しかしその表面層は低
    圧ダイヤモンド合成の条件下でダイヤモンド格子のヘテ
    ロエピタクシー的成長を可能にする結晶配向をもたらす
    請求項14、15または16記載の製造方法。
  18. 【請求項18】 使用した基体は部分的にのみ単結晶ダイ
    ヤモンド層のヘテロエピタクシー的成長が可能である
    か、または全く不可能であるが、しかしながらその表面
    層は低圧ダイヤモンド合成の条件下で単一結晶または柱
    状結晶構造を有するダイヤモンド層を形成する請求項1
    4、15または16記載の製造方法。
  19. 【請求項19】 ダイヤモンド格子から、およびダイヤモ
    ンド格子へのホノンパルスの伝達を助長する無機物質の
    層が前記成長した低圧ダイヤモンド層の表面および／ま
    たは該ダイヤモンド層の下にＰＶＤ法、ＣＶＤ法または
    スパッタリングによって形成される請求項14、15、16、
    17または18記載の製造方法。
  20. 【請求項20】 前記形成された付加的層が炭化物、窒化
    物、ホウ化物、リン化物、硫化物、アルミニウム化物お
    よび酸化物からなる群またはこれらの混合結晶または硬
    質金属間相からの超硬質物質または硬質物質である請求
    項19記載の製造方法。
  21. 【請求項21】 請求項１から13のいづれかに記載の複合
    素材の伝導用途。
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