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　　申请号：201610005448.1
　　申请人：济南中乌新材料有限公司
　　发明人：王笃福 王盛林 王希江 潘子明 王希玮 徐昌

　　摘要：一种具有半导体性质Ⅱb型金刚石单晶的人工生长方法及装置，该方法是向作为碳源的石墨中掺加氮化硼,使金刚石晶体在生长过程中有硼原子掺杂，高温高压条件下，将金刚石晶种置于金属触媒的底部，利用温度梯度法生长；生长装置包括导电片、导电石墨环、耐火保温套、石墨管、绝缘槽和导电石墨片，导电石墨片和绝缘槽设置在石墨管内，导电石墨片与绝缘槽形成金刚石单晶生长的封闭空间，石墨管的外侧设置有耐火保温套及端盖，端盖内设置有导电石墨环，端盖的外侧设置有导电片，导电石墨环的两端分别与石墨管和导电片接触。本发明采用高温高压条件，以掺加硼的石墨为碳源，利用温度梯度法生长出了粒径大于10mm且具有半导体性质的Ⅱb型的金刚石单晶。 　　主权利要求：1.一种具有半导体性质Ⅱb型金刚石单晶的人工生长方法，其特征是：向作为碳源的石墨中掺加氮化硼,使金刚石晶体在生长过程中有硼原子掺杂，在高于石墨与金属触媒共晶点温度10℃-30℃以及压力5.6GPa-5.9GPa的高温高压(HTHP)条件下，采用粒径0.5-1mm的Ⅰa型金刚石晶种的一个{100}面或{110}面作为生长面，将金刚石晶种置于金属触媒的底部，利用温度梯度法生长，温度差20℃-40℃，晶体沿生长面逐渐长大。
　　2.根据权利要求1所述具有半导体性质Ⅱb型金刚石单晶的人工生长方法，其特征是：所述氮化硼的掺加比例为质量百分比5-10％。
　　3.根据权利要求1所述具有半导体性质Ⅱb型金刚石单晶的人工生长方法，其特征是：所述石墨是通过向320目的天然鳞片状石墨中掺加氮化硼混合均匀后，在30-50MPa压力下压制成型。
　　4.根据权利要求1所述具有半导体性质Ⅱb型金刚石单晶的人工生长方法，其特征是：所述金属触媒采用Fe70Co28Ti合金。
　　5.一种具有半导体性质Ⅱb型金刚石单晶的人工生长装置，包括导电片、导电石墨环、耐火保温套、石墨管、绝缘槽和导电石墨片；其特征是：导电石墨片和绝缘槽设置在石墨管内，导电石墨片设置在绝缘槽的开口处，两者形成金刚石单晶生长的封闭空间，石墨管的外侧设置有耐火保温套，石墨管的上端和下端均设置有端盖，端盖内设置有导电石墨环，端盖的外侧设置有导电片，导电石墨环的两端分别与石墨管和导电片接触。
　　6.根据权利要求1所述具有半导体性质Ⅱb型金刚石单晶的人工生长装置，其特征是：所述耐火保温套是在叶腊石块内套装白云石环而成。