Dr. Tokuyuki Teraji，國家材料科學(xué)研究所光電材料單位高級(jí)研究員，他帶領(lǐng)研究小組開發(fā)了一項(xiàng)新合成技術(shù)。在金剛石化學(xué)氣相沉積（CVD）的過程中，這項(xiàng)技術(shù)能很大的提高原材料的利用率。 團(tuán)隊(duì)把這項(xiàng)技術(shù)應(yīng)用到質(zhì)量數(shù)12C同位素濃縮的金剛石晶體合成中，成功的合成了世界上含量最高的12C同位素比率的大塊單晶金剛石。

　　當(dāng)用CVD方法合成高純度金剛石時(shí)，通常是用甲烷作為氣源。一般情況下，金剛石合成之前，最多1%的甲烷用于合成金剛石，剩余99%或更多排放到了空氣中。由于這種方法的原料利用率較低，但是又考慮到成本的問題，運(yùn)用昂貴的氣體制作大量的晶體合成，也比較困難，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的加工過程會(huì)消耗大量的甲烷。然而，利用新開發(fā)的CVD金剛石合成技術(shù)，甲烷的利用率比常規(guī)方法有了很大的提高。因此，在多晶金剛石合成的過程中，高達(dá)80%的氣體利用率得到了實(shí)現(xiàn)。

　　由于原料高利用率的CVD合成技術(shù)的開發(fā)，使得利用極其昂貴的同位濃縮甲烷作為氣源也有了可能。研究結(jié)果表明，NIMS研發(fā)小組成功的獲得了富含世界上最高的12C同位比率為99.998%的大塊金剛石單晶。而12C同位比率為99.995%的單晶金剛石中的獲得需要多晶金剛石作為固體原材料，可以利用這項(xiàng)技術(shù)（12C同位比率為99.998%）生產(chǎn)多晶金剛石，采用高溫高壓的方法合成金剛石。因?yàn)?2C富含甲烷等氣體，通常情況下作為氣源。而這項(xiàng)新CVD技術(shù)很大的提高了甲烷氣源的利用率，而且對(duì)于應(yīng)用在高溫高壓的合成過程中，獲得12C固體碳也是必不可少的。

　　富含12C金剛石有各種用途，它比含有12C比率為98.9%金剛石的熱導(dǎo)率更高。而且在富含12C金剛石晶體里，電子自旋的連續(xù)時(shí)間變長了，有望加快運(yùn)用金剛石高性能量子信息通信設(shè)備的發(fā)展。

　　這項(xiàng)技術(shù)的部分研究能夠?qū)崿F(xiàn)主要是由于日本學(xué)術(shù)振興學(xué)會(huì)（JSPS）科研項(xiàng)目的資金支持，也是日本科學(xué)技術(shù)機(jī)構(gòu)（JST）國際戰(zhàn)略合作研究項(xiàng)目下的日德研究交換項(xiàng)目的一部分。（摘譯自：：“NIMS Researchers Develop Novel Technique for Increasing Source Material Utilization Rate in Diamond CVD”，翻譯：馬燕平）