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　　申請?zhí)枺?01610005448.1
　　申請人：濟南中烏新材料有限公司
　　發(fā)明人：王篤福 王盛林 王希江 潘子明 王希瑋 徐昌

　　摘要：一種具有半導體性質(zhì)Ⅱb型金剛石單晶的人工生長方法及裝置，該方法是向作為碳源的石墨中摻加氮化硼,使金剛石晶體在生長過程中有硼原子摻雜，高溫高壓條件下，將金剛石晶種置于金屬觸媒的底部，利用溫度梯度法生長；生長裝置包括導電片、導電石墨環(huán)、耐火保溫套、石墨管、絕緣槽和導電石墨片，導電石墨片和絕緣槽設置在石墨管內(nèi)，導電石墨片與絕緣槽形成金剛石單晶生長的封閉空間，石墨管的外側(cè)設置有耐火保溫套及端蓋，端蓋內(nèi)設置有導電石墨環(huán)，端蓋的外側(cè)設置有導電片，導電石墨環(huán)的兩端分別與石墨管和導電片接觸。本發(fā)明采用高溫高壓條件，以摻加硼的石墨為碳源，利用溫度梯度法生長出了粒徑大于10mm且具有半導體性質(zhì)的Ⅱb型的金剛石單晶。 　　主權利要求：1.一種具有半導體性質(zhì)Ⅱb型金剛石單晶的人工生長方法，其特征是：向作為碳源的石墨中摻加氮化硼,使金剛石晶體在生長過程中有硼原子摻雜，在高于石墨與金屬觸媒共晶點溫度10℃-30℃以及壓力5.6GPa-5.9GPa的高溫高壓(HTHP)條件下，采用粒徑0.5-1mm的Ⅰa型金剛石晶種的一個{100}面或{110}面作為生長面，將金剛石晶種置于金屬觸媒的底部，利用溫度梯度法生長，溫度差20℃-40℃，晶體沿生長面逐漸長大。
　　2.根據(jù)權利要求1所述具有半導體性質(zhì)Ⅱb型金剛石單晶的人工生長方法，其特征是：所述氮化硼的摻加比例為質(zhì)量百分比5-10％。
　　3.根據(jù)權利要求1所述具有半導體性質(zhì)Ⅱb型金剛石單晶的人工生長方法，其特征是：所述石墨是通過向320目的天然鱗片狀石墨中摻加氮化硼混合均勻后，在30-50MPa壓力下壓制成型。
　　4.根據(jù)權利要求1所述具有半導體性質(zhì)Ⅱb型金剛石單晶的人工生長方法，其特征是：所述金屬觸媒采用Fe70Co28Ti合金。
　　5.一種具有半導體性質(zhì)Ⅱb型金剛石單晶的人工生長裝置，包括導電片、導電石墨環(huán)、耐火保溫套、石墨管、絕緣槽和導電石墨片；其特征是：導電石墨片和絕緣槽設置在石墨管內(nèi)，導電石墨片設置在絕緣槽的開口處，兩者形成金剛石單晶生長的封閉空間，石墨管的外側(cè)設置有耐火保溫套，石墨管的上端和下端均設置有端蓋，端蓋內(nèi)設置有導電石墨環(huán)，端蓋的外側(cè)設置有導電片，導電石墨環(huán)的兩端分別與石墨管和導電片接觸。
　　6.根據(jù)權利要求1所述具有半導體性質(zhì)Ⅱb型金剛石單晶的人工生長裝置，其特征是：所述耐火保溫套是在葉臘石塊內(nèi)套裝白云石環(huán)而成。