· 什麼是化學氣相沉積法？
· 什麼是化學氣相沉積法合成鑽石？
· 為什麼很難合成鑽石？
· 採用化學氣相沉積法合成鑽石的原理是什麼？
· 採用化學氣相沉積法合成鑽石的過程中使用了何種氣體？
· 通常的生成溫度是多少？
· 合成鑽石的生成速度有多快？
· 可以採用何種基底材料？
· 單晶鑽石和多晶鑽石之間的區別是什麼？
· 可以在多大的面積上生成？
· 鑽石沉積層的厚度可以達到多少？
· 多晶鑽石的晶體尺寸通常是多大？
· 什麼是納米微晶鑽石？
· 什麼是表面粗糙度？
· 採用化學氣相沉積法合成的鑽石與採用類金剛石鍍膜法製成的鑽石相比有何特性？
· 採用化學氣相沉積法合成的鑽石與天然鑽石相比具有哪些特性？
· 採用化學氣相沉積法合成的鑽石價格是否很貴？
· 採用化學氣相沉積法合成的鑽石是否具有廣闊的市場前景？
什麼是化學氣相沉積法？
CVD是化學氣相沉積法（chemical vapor deposition）的首字母縮寫詞，意思是某種物質從空氣中沉積到基底材料上，其中伴隨著化學反應。
什麼是化學氣相沉積法合成鑽石？
指的是採用化學氣相沉積工藝製成的人造鑽石。
為什麼很難合成鑽石？
鑽石的構成類似煤或者是由碳構成的石墨，主要區別在於物質中的碳原子的排列方式不同（也就是晶格中的碳原子的排列方式不同）。可惜石墨是更為穩定的碳異型（形式），因此鑽石實際上是非常罕見的。要將石墨轉化成鑽石，必須要施加高壓和高溫，鑽石在這些條件下就會變成更為穩定的碳異型。這就是在二十世紀五十年代發明的高壓高溫製造工藝的基本原理。隨後人們於二十世紀七八十年代發現可能從氣相（化學氣相沉積）中使鑽石沉積下來。在採用化學氣相沉積法製成鑽石的過程中，含有碳的氣體被分解，碳原子沉積在表面上。結合適當的溫度和壓力條件，可以促進鑽石晶體的生成，同時抑制石墨的生成。
採用化學氣相沉積法合成鑽石的原理是什麼？
在採用化學氣相沉積法製成鑽石的過程中，原子氫發揮著關鍵作用，其中，原子氫是通過分離氫分子得到的。因此，我們需要的是一種主要含有氫（氫含量大於90%）的工藝氣體以及氣體活化劑，例如一種強等離子體或者是一條熱燈絲，用來使氫分子發生分離。我們知道原子氫能夠選擇性地腐蝕石墨並破壞雙鍵，從而將石墨化學鍵轉化成鑽石化學鍵。
採用化學氣相沉積法合成鑽石的過程中使用了何種氣體？
通常採用氫氣和甲烷的混合氣體。
通常的生成溫度是多少？
700至900°C。略低一些的溫度也可以，但是會明顯地降低生成速度。
合成鑽石的生成速度有多快？
在面積較大的區域（大於100平方釐米），鑽石通常以每小時0.1微米至10微米之間的生成速度沉積，因此這是一個非常緩慢的過程。對於面積較小的區域（小於1平方釐米），經驗表明生成速度要快得多（大於100微米/小時）。
可以採用何種基底材料？
鑽石可以沉積在各種不同的材質上，像鑽石、矽、鎢、鉬、碳化矽、氮化矽、石英玻璃和硬質合金等。對基底材料的主要要求是：材質必須能夠耐高溫，必須不受活性工藝氣體的腐蝕並且必須不會使碳發生分解。
單晶鑽石和多晶鑽石之間的區別是什麼？
通過將鑽石沉積在鑽石晶體（也就是晶種）上，晶體的尺寸會增加，因為在這種情況下新的碳原子附著在已有的鑽石晶格上。這一現象被稱為同質外延。在非鑽石基底材料上，需要對表面進行預處理，以便於鑽石的形成。例如，使用鑽石粉末打磨矽襯底，細小的鑽石顆粒就會遺留在基底表面上，從而作為生成微小的鑽石晶體的種子。在沉積的過程中，這些晶體的尺寸不斷增加，直到它們形成連續的一層緊密的微小的鑽石晶體（顆粒），也就是多晶鑽石。因此只有多晶鑽石會形成大面積的圓盤或者塗層。
可以在多大的面積上生成？
可以採用一排熱燈絲作為氣體活化劑，在大小為0.5平方米的面積上生成鑽石薄膜。表面塗有鑽石的矽片通常是採用微波等離子體沉積法生成的，其中矽片的最大直徑在4毫米（頻率為2.45 GHz時激發）和8毫米（頻率為915 MHz時激發）之間。可以通過在基底材料上生成很厚的一層鑽石然後除去基底材料得到鑽石圓盤。這些圓盤的直徑尺寸通常在1釐米至12釐米之間。鑽石單晶的尺寸最終主要取決於採用的晶種的尺寸。可惜能夠獲取的大面積晶種非常有限。
鑽石沉積層的厚度可以達到多少？
經驗表明，鑲嵌在矽載體上的獨立的鑽石薄膜厚度最小僅有30納米，而市場上可以買到的鑽石圓盤的厚度最大可以超過2毫米。
多晶鑽石的晶粒尺寸通常是多大？
在鑽石生成的初期，晶粒的尺寸通常位於次微米範圍內。隨著生成的鑽石厚度的增加，晶粒變得越來越大。通常情況下，鑽石薄膜的生長表面上的晶粒尺寸大約為鑽石薄膜厚度的10%。
什麼是納米微晶鑽石？
通過在鑽石生成的過程中強制進行重新成核，晶粒的尺寸可以保持很小。這種材料被稱為納米微晶鑽石或者超納米微晶鑽石。這種材料不具備鑽石所有的獨特性質（例如，這種材料是不透明的並且熱導率非常低），但是它具有非常光滑的表面，並且在摩擦學、微觀力學和生化傳感領域有著非常有趣的應用。
什麼是表面粗糙度？
成型的多晶鑽石薄膜的表面是非常粗糙的（就像砂紙一樣），因此在很多應用場合下，打磨是非常重要的一個處理步驟。打磨過的鑽石的表面粗糙度通常只有幾個毫微米。
採用化學氣相沉積法合成的鑽石與採用類金剛石鍍膜法製成的鑽石相比有何特性？
DLC是類鑽石鍍膜（diamond-like carbon）的首字母縮寫詞，其它的表示符號還有a-C：H或者a-C。在這種材料中，碳原子不是形成晶格而是隨機地形成一種網格（也就是非晶形的網格）。鑽石是通過採用高能碳粒子（或者碳氫化合物粒子）撞擊表面沉積下來的。這種工藝在室溫條件下就可以完成。類金剛石鍍膜具有非常強的抗壓應力，這一特性限制了最大厚度。由於該種材料的化學穩定性好並且很硬，因此有點「類似鑽石」，但是它顯然不是鑽石。
採用化學氣相沉積法合成的鑽石與天然鑽石相比具有哪些特性？
天然鑽石具有一系列廣泛的特性。根據顏色、淨度、瑕疵以及其它特性的不同，建立了一套複雜的對天然鑽石進行分類的體系。高質量的化學氣相沉積法合成的多晶鑽石確實具有與完美的天然鑽石相似的特性。經驗表明，化學氣相沉積法合成的單晶鑽石甚至具有超越最高品質的天然鑽石的特性。
採用化學氣相沉積法合成的鑽石價格是否很貴？
回答可以是「是」，也可以是「否」。像需要很少量的鑽石的應用場合，比如很薄的鑽石鍍膜或者薄膜或者小塊的鑽石部分，價格是相當便宜的。然而，很厚很大塊的鑽石圓盤，比如厚度超過1毫米的鑽石圓盤，價格是非常貴的。這主要是由於鑽石沉積的過程需要消耗大量的能量，沉積速度非常緩慢並且生成過程採用的設備造價非常昂貴。因此只有在有必要時才會使用鑽石。另一方面，從鑽石產品中獲得的收益通常會遠遠超過成本，尤其是當鑽石作為一種能夠實現某種功能的關鍵部分時，也就是在極端的使用條件下，沒有其它材料（只有鑽石）能夠滿足使用要求。
採用化學氣相沉積法合成的鑽石是否具有廣闊的市場前景？
回答是「否」。大部分的採用化學氣相沉積法合成的鑽石都是用於技術領域，只能夠服務於一些很小的縫隙市場。