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CVD 金剛石的制備利用了碳的兩種同素 異形體（sp2 和 sp3 ）之間相對較小的穩(wěn) 定性差異。要創(chuàng)造合適的表面條件、有 氫原子的存在以及高于 600°C 的表面溫 度，金剛石的形成取決于有一個比石墨 更快的成核和生長速率。 生長條件是通過氫熱解、等離子體中的 氣態(tài)碳源以及 2000°C 以上的氣體溫度 創(chuàng)造的。 可通過微波、射頻、激光、直流電、 熱絲和化學反應來加熱等離子體。連續(xù) 金剛石的成核和生長要求襯底具有耐火 特性、穩(wěn)定的碳化物形成和較低的熱膨 脹系數(shù)。 經過近 40 年對 CVD 金剛石生長斷斷續(xù) 續(xù)的研究，微波等離子體增強CVD合成 法是90 年代以來興起的一種工業(yè)合成金 剛石方法。這種方法的生長速度和純度 控制有利于制造高質量的自支撐多晶和 單晶 CVD 金剛石。

高溫高壓法(HPHT)并充當溶解碳的輸送介質。這種方法生絕大多數(shù)人造金剛石都是使用高溫高壓法制造的。HPHT 旨在模擬天然形成金長的材料通常呈現(xiàn)一種黃色色調，這是剛石的熱力學條件，但加入了熔融金屬因為大氣和生長材料中的氮進入到了金溶劑或催化劑，以降低巨大的動能勢剛石晶格中。