JPH0764677B2 - ダイヤモンド合成方法 - Google Patents
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- JPH0764677B2 JPH0764677B2 JP12192186A JP12192186A JPH0764677B2 JP H0764677 B2 JPH0764677 B2 JP H0764677B2 JP 12192186 A JP12192186 A JP 12192186A JP 12192186 A JP12192186 A JP 12192186A JP H0764677 B2 JPH0764677 B2 JP H0764677B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、化学気相成長法によるダイヤモンド合成方法
に関するものである。
に関するものである。
本発明は、化学気相成長法によるダイヤモンド合成方法
において、光電子放出の性質がある金属や非金属の粉末
を光電子放出が起こり得る程度に光を照射しながら加熱
体による加熱区域に通過させることにより、これらの粉
末の表面にダイヤモンドの層を形成させるようにしたも
のである。
において、光電子放出の性質がある金属や非金属の粉末
を光電子放出が起こり得る程度に光を照射しながら加熱
体による加熱区域に通過させることにより、これらの粉
末の表面にダイヤモンドの層を形成させるようにしたも
のである。
従来、化学気相成長法によるダイヤモンド合成方法につ
いて、色々のものが提案されている。原料として、炭化
水素と水素の混合ガス或いはメチル基を含む有機化合物
（気相又は液相）と水素の混合物或いはこれらにアルゴ
ン等の不活性ガスを少量加えたものを使用し、分解エネ
ルギとして熱、光、電子線又はプラズマ等を用いるもの
が知られている。
いて、色々のものが提案されている。原料として、炭化
水素と水素の混合ガス或いはメチル基を含む有機化合物
（気相又は液相）と水素の混合物或いはこれらにアルゴ
ン等の不活性ガスを少量加えたものを使用し、分解エネ
ルギとして熱、光、電子線又はプラズマ等を用いるもの
が知られている。
第３図は、熱分解によるダイヤモンド合成装置の従来例
を示す系統図である。この図において、（１）は炭化水
素及び水素又は有機化合物及び水素などの反応ガス供給
装置、（２）は加熱炉、（３）は基材支持台、（４）は
反応管、（５）は基材、（６）はタングステン・フィラ
メント、（７）は排気装置、（８）は排気口、（９），
（10），（11），（12）はコックを示す。
を示す系統図である。この図において、（１）は炭化水
素及び水素又は有機化合物及び水素などの反応ガス供給
装置、（２）は加熱炉、（３）は基材支持台、（４）は
反応管、（５）は基材、（６）はタングステン・フィラ
メント、（７）は排気装置、（８）は排気口、（９），
（10），（11），（12）はコックを示す。
まず、反応管（４）内の基材支持台（３）に基材（５）
を設置した後、排気装置（７）で反応管（４）内の空気
を排気する。次に、コック（10），（11），（12）で混
合ガスの濃度及び流量を調整してこれを反応管（４）内
に導入し、コック（９）で反応管（４）内を所定の圧力
に保持する。混合ガスは反応管（４）の上部から導入さ
れ、基材支持台（３）の近傍に配置されたタングステン
・フィラメント（６）を通過して基材（５）の表面に供
給される。加熱炉（２）及びタングステン・フィラメン
ト（６）をそれぞれ所定の温度まで加熱すると、基材
（５）の表面に膜状ダイヤモンドが析出される。この場
合、反応管（４）内の圧力は真空に限らず常圧とするこ
ともできるが、基材（５）の温度は約500〜900℃、タン
グステン・フィラメント（６）の温度は約2000〜2300℃
とする必要がある。
を設置した後、排気装置（７）で反応管（４）内の空気
を排気する。次に、コック（10），（11），（12）で混
合ガスの濃度及び流量を調整してこれを反応管（４）内
に導入し、コック（９）で反応管（４）内を所定の圧力
に保持する。混合ガスは反応管（４）の上部から導入さ
れ、基材支持台（３）の近傍に配置されたタングステン
・フィラメント（６）を通過して基材（５）の表面に供
給される。加熱炉（２）及びタングステン・フィラメン
ト（６）をそれぞれ所定の温度まで加熱すると、基材
（５）の表面に膜状ダイヤモンドが析出される。この場
合、反応管（４）内の圧力は真空に限らず常圧とするこ
ともできるが、基材（５）の温度は約500〜900℃、タン
グステン・フィラメント（６）の温度は約2000〜2300℃
とする必要がある。
第４図は、光分解によるダイヤモンド合成装置の状来例
の要部を示す略図である。この図において、第３図と対
応する部分には同じ符号を付してあり、（14）は光源、
（15）は透光窓を示す。
の要部を示す略図である。この図において、第３図と対
応する部分には同じ符号を付してあり、（14）は光源、
（15）は透光窓を示す。
上述のような熱分解のみによるダイヤモンド合成装置で
は、例えば加熱体をタングステン・フィラメントとした
場合、加熱温度を2000℃以上とする必要があり、また光
分解のみによるダイヤモンド合成装置では大きな光エネ
ルギを必要とする等の欠点がある。更に、これらの装置
は、粒状のダイヤモンドを得るには不向きである。
は、例えば加熱体をタングステン・フィラメントとした
場合、加熱温度を2000℃以上とする必要があり、また光
分解のみによるダイヤモンド合成装置では大きな光エネ
ルギを必要とする等の欠点がある。更に、これらの装置
は、粒状のダイヤモンドを得るには不向きである。
本発明は、低い加熱温度で、しかも余り強い光源を必要
としないで粒状ダイヤモンドを合成することができるダ
イヤモンド合成方法を提供しようとするものである。
としないで粒状ダイヤモンドを合成することができるダ
イヤモンド合成方法を提供しようとするものである。
本発明は、光電子放出の性質がある金属や非金属の粉末
を光電子放出が起こり得る程度に光を照射しながら加熱
体による加熱区域に通過させ、これらの粉末の表面にダ
イヤモンドの層を形成させるようにした。
を光電子放出が起こり得る程度に光を照射しながら加熱
体による加熱区域に通過させ、これらの粉末の表面にダ
イヤモンドの層を形成させるようにした。
上記の手段により、反応ガスの加熱区域に少ない光エネ
ルギで多量の光電子が放出されダイヤモンドの合成条件
が満たされるので、金属又は非金属の粉末を核として粒
状ダイヤモンドが容易に形成される。
ルギで多量の光電子が放出されダイヤモンドの合成条件
が満たされるので、金属又は非金属の粉末を核として粒
状ダイヤモンドが容易に形成される。
第１図は、本発明の実施に使用しうる装置の一例の要部
を示す略断面図である。この図において、（４）は反応
容器としての反応管、（５′）は光電子放出の性質があ
る金属や非金属の粉末、（６）は加熱体としてのフィラ
メント、（14）は金属又は非金属粉末（５′）に光を照
射する光源、（15）は透光窓、（16）は振動発生機を示
す。
を示す略断面図である。この図において、（４）は反応
容器としての反応管、（５′）は光電子放出の性質があ
る金属や非金属の粉末、（６）は加熱体としてのフィラ
メント、（14）は金属又は非金属粉末（５′）に光を照
射する光源、（15）は透光窓、（16）は振動発生機を示
す。
光電子放出の性質がある金属や非金属としては、セシウ
ム、バリウム、ルビジウム、カリウム、ナトリウム、リ
チウム、亜鉛、ニッケル、白金、シリコンカーバイド、
シリコン、酸化マグネシウム、酸化セシウムなどがあ
る。振動発生機（16）は、フィラメント（６）に低周波
振動を与えることにより熱電子放出を促進すると共に、
金属又は非金属粉末（５′）を流動（又は浮遊）状態と
するためのものである。光源（14）としては、ランプや
レーザーのほかマイクロ波照射による放電発光など色々
のものを使用できる。
ム、バリウム、ルビジウム、カリウム、ナトリウム、リ
チウム、亜鉛、ニッケル、白金、シリコンカーバイド、
シリコン、酸化マグネシウム、酸化セシウムなどがあ
る。振動発生機（16）は、フィラメント（６）に低周波
振動を与えることにより熱電子放出を促進すると共に、
金属又は非金属粉末（５′）を流動（又は浮遊）状態と
するためのものである。光源（14）としては、ランプや
レーザーのほかマイクロ波照射による放電発光など色々
のものを使用できる。
金属又は非金属粉末（５′）を上方のガス導入管より反
応ガスと共に反応管（４）内に導入し、フィラメント
（６）による加熱区域を通過させる。その際、その加熱
区域に光源（14）より透光窓（15）を通して、金属又は
非金属粉末（５′）に光電子放出が起こり得る程度に光
を照射する。同時に、振動発生機（16）によりフィラメ
ント（６）を振動させる。かような振動を与えると、熱
電子放出が助長されて反応を促進すると共に、金属又は
非金属粉末（５′）を繰返し加熱区域を通過させる効果
があるが、他の方法を用いても差し支えない。
応ガスと共に反応管（４）内に導入し、フィラメント
（６）による加熱区域を通過させる。その際、その加熱
区域に光源（14）より透光窓（15）を通して、金属又は
非金属粉末（５′）に光電子放出が起こり得る程度に光
を照射する。同時に、振動発生機（16）によりフィラメ
ント（６）を振動させる。かような振動を与えると、熱
電子放出が助長されて反応を促進すると共に、金属又は
非金属粉末（５′）を繰返し加熱区域を通過させる効果
があるが、他の方法を用いても差し支えない。
第２図は、本発明の実施に使用しうる装置の他の例の要
部を示す斜視図である。この図において、（４′）は透
光性の反応管、（５′）は上述と同様な金属又は非金属
粉末、（６）はフィラメント、（７）はフィラメントを
埋込んだ金属板を示す。本例においても、金属又は非金
属粉末（５′）を上方のガス導入管より反応ガスと共に
透光性反応管（４′）内に導入し、フィラメント（６）
により加熱区域を通過させながら、図示しない管
（４′）外部の光源より加熱区域に光（金属又は非金属
粉末（５′）に光電子放出が起こり得る程度の光量）を
照射する。
部を示す斜視図である。この図において、（４′）は透
光性の反応管、（５′）は上述と同様な金属又は非金属
粉末、（６）はフィラメント、（７）はフィラメントを
埋込んだ金属板を示す。本例においても、金属又は非金
属粉末（５′）を上方のガス導入管より反応ガスと共に
透光性反応管（４′）内に導入し、フィラメント（６）
により加熱区域を通過させながら、図示しない管
（４′）外部の光源より加熱区域に光（金属又は非金属
粉末（５′）に光電子放出が起こり得る程度の光量）を
照射する。
反応を更に促進するため、一対の金属板（７）に正と負
の電位を与えて電子線を発生させる。また、金属板
（７）を光電子放出金属で作れば、反応が更に一層促進
される。フィラメント（６）と金属板（７）は、適当な
手段で互いに絶縁することは勿論である。この場合も、
図示しない適当な手段で金属又は非金属粉末（５′）を
流動状態とするのがよい。
の電位を与えて電子線を発生させる。また、金属板
（７）を光電子放出金属で作れば、反応が更に一層促進
される。フィラメント（６）と金属板（７）は、適当な
手段で互いに絶縁することは勿論である。この場合も、
図示しない適当な手段で金属又は非金属粉末（５′）を
流動状態とするのがよい。
（実施例１） 金属粉末（５′）として亜鉛30μｍを使用し、加熱温度
を250℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範
囲は157nm〜387nmである。）を照射した場合、反応時間
60分、120分及び180分において、それぞれ金属粉末を核
とする32μｍ、35μｍ及び38μｍの粒状ダイヤモンドが
得られた。
を250℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範
囲は157nm〜387nmである。）を照射した場合、反応時間
60分、120分及び180分において、それぞれ金属粉末を核
とする32μｍ、35μｍ及び38μｍの粒状ダイヤモンドが
得られた。
（実施例２） 金属粉末（５′）としてニッケル30μｍを使用し、加熱
温度を500℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波長
の範囲は157nm〜387nm）を照射した場合、反応時間60
分、120分及び180分において、それぞれ金属粉末を核と
する35μｍ、38μｍ及び40μｍの粒状ダイヤモンドが得
られた。
温度を500℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波長
の範囲は157nm〜387nm）を照射した場合、反応時間60
分、120分及び180分において、それぞれ金属粉末を核と
する35μｍ、38μｍ及び40μｍの粒状ダイヤモンドが得
られた。
（実施例３） 金属粉末（５′）として白金30μｍを使用し、加熱温度
を500℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範
囲は157nm〜387nm）を照射した場合、反応時間60分、12
0分及び180分において、それぞれ金属粉末を核とする35
μｍ、38μｍ及び40μｍの粒状ダイヤモンドが得られ
た。
を500℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波長の範
囲は157nm〜387nm）を照射した場合、反応時間60分、12
0分及び180分において、それぞれ金属粉末を核とする35
μｍ、38μｍ及び40μｍの粒状ダイヤモンドが得られ
た。
（実施例４） 非金属粉末（５′）としてシリコンカーバイド10μｍを
使用し、加熱温度を650℃として、波長が185nmの紫外線
（有効な波長の範囲は157nm〜387nm）を照射した場合、
反応時間60分、120分及び180分において、それぞれ非金
属粉末を核とする20μｍ、25μｍ及び30μｍの粒状ダイ
ヤモンドが得られた。
使用し、加熱温度を650℃として、波長が185nmの紫外線
（有効な波長の範囲は157nm〜387nm）を照射した場合、
反応時間60分、120分及び180分において、それぞれ非金
属粉末を核とする20μｍ、25μｍ及び30μｍの粒状ダイ
ヤモンドが得られた。
（実施例５） 非金属粉末（５′）としてシリコン10μｍを使用し、加
熱温度を600℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波
長の範囲は157nm〜387nm）を照射した場合、反応時間60
分、120分及び180分において、それぞれ非金属粉末を核
とする20μｍ、25μｍ及び30μｍの粒状ダイヤモンドが
得られた。
熱温度を600℃として、波長が185nmの紫外線（有効な波
長の範囲は157nm〜387nm）を照射した場合、反応時間60
分、120分及び180分において、それぞれ非金属粉末を核
とする20μｍ、25μｍ及び30μｍの粒状ダイヤモンドが
得られた。
以上説明したとおり、本発明によれば、従来より遥かに
低い加熱温度で、しかも余り強い光源と必要とすること
なく、粒状ダイヤモンドを容易に得ることができる。
低い加熱温度で、しかも余り強い光源と必要とすること
なく、粒状ダイヤモンドを容易に得ることができる。
第１図は本発明の実施例に使用しうる装置の一例の要部
を示す略断面図、第２図は本発明の実施例に使用しうる
装置の他の例の要部を示す斜視図、第３図は熱分解によ
る従来のダイヤモンド合成装置の例を示す系統図、第４
図は光分解による従来のダイヤモンド合成装置の例の要
部を示す略図である。 （４），（４′）……反応管（反応容器）、（５′）…
…光電子放出金属又は非金属の粉末、（６）……加熱体
（フィラメント）、（14）……光源
を示す略断面図、第２図は本発明の実施例に使用しうる
装置の他の例の要部を示す斜視図、第３図は熱分解によ
る従来のダイヤモンド合成装置の例を示す系統図、第４
図は光分解による従来のダイヤモンド合成装置の例の要
部を示す略図である。 （４），（４′）……反応管（反応容器）、（５′）…
…光電子放出金属又は非金属の粉末、（６）……加熱体
（フィラメント）、（14）……光源
Claims (1)
- 【請求項１】反応ガスを導入した反応容器内において、
光電子放出の性質がある金属や非金属の粉末を光電子放
出が起こり得る程度に光を照射しながら加熱体による加
熱区域に通過させ、これらの粉末の表面にダイヤモンド
層を形成させることを特徴とする化学気相成長法による
ダイヤモンド合成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12192186A JPH0764677B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | ダイヤモンド合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12192186A JPH0764677B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | ダイヤモンド合成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62278197A JPS62278197A (ja) | 1987-12-03 |
| JPH0764677B2 true JPH0764677B2 (ja) | 1995-07-12 |
Family
ID=14823208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12192186A Expired - Lifetime JPH0764677B2 (ja) | 1986-05-27 | 1986-05-27 | ダイヤモンド合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0764677B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63270394A (ja) * | 1987-04-28 | 1988-11-08 | Showa Denko Kk | 流動式ダイヤモンド合成方法及び合成装置 |
| US6082294A (en) * | 1996-06-07 | 2000-07-04 | Saint-Gobain Industrial Ceramics, Inc. | Method and apparatus for depositing diamond film |
-
1986
- 1986-05-27 JP JP12192186A patent/JPH0764677B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62278197A (ja) | 1987-12-03 |
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