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       近日，英国的一项等离子体射流反应器技术将替代传统的微波反应器技术从而实现快速生产人造金刚石，其合成速度或将比以前提到10-100倍。用这种新技术制造出的金刚石薄膜层将用于耐磨镀附、红外线摄像机，钻头和激光二极管等领域。

技术背景

        在过去的20年里，科学家们已经成功利用化学气相沉积法（chemical vapour deposition）在实验室中生产人造金刚石薄膜，其产品用于钻头的耐磨涂覆，探测地震后被掩埋幸存者的红外摄像机探窗以及电子器件的散热片（诸如激光二极管）等。

        如今，英国Bristol大学化学系的Mike Ashfold教授及其科研团队以及De Beers工业金刚石有限公司在如何快速生长金刚石薄膜的化学工艺方面又迈出了可喜的一步。

微波法生长人造金刚石

        金刚石作为碳的一种形式，在自然界通常以单晶体形态存在；而CVD人造金刚石则是一种聚晶体，由很多熔融的小晶体组成。在实验室条件下研制聚晶金刚石的方法之一就是在微波反应器中添加甲烷和氢的混合物；微波能量将氢分裂成多个高活性的氢原子，然后跟甲烷发生反应，从而产生一种叫做自由基的活性含碳分子片段。这种含有很多带电体或电离体的气体混合物便叫做等离子体。在适当的条件下，当含碳自由基沉在被镀附的材料表面时，碳原子便形成化学键从而生成聚晶金刚石。

等离子体射流反应器加快沉积速率

        利用微波法需要一个小时才能生成1微米厚的金刚石薄膜，而要完成一个耐磨涂层，则需要几十微米厚的薄膜层；红外摄像机的一个镜头则需要千分之一微米厚度的薄膜。为加快金刚石的生长速率，Mike Ashfold采用一种叫做等离子体射流反应器的设备，将氩离子通过一个直径为千分之二米的小孔高速率喷射出；同时添加甲烷和氢的混合气体。该系统在高温下能够产生高速率的等离子体喷射并产生巨大压力：气压和流速越大，输入功率就越大，从而使金刚石薄膜生长速率比微波反应器条件下的速率提高了10-100倍。唯一遗憾的是，目前条件下生长出的聚晶体质量不是很好。 工艺的改善

        目前，团队利用精密光谱技术已经映射出了等离子体射流中含碳体的多种集合映像，为深刻理解该工艺和改善实验条件并研制出更高质量的金刚石薄膜层奠定了基础。（编译自" Diamonds - Rapid Production of Synthetic Diamonds Using a Plasma Jet Reactor"；翻译：王现）