《表1 金刚石的合成条件及实验结果》

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《CH_4N_2S掺杂金刚石的高压合成及其色心研究》

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在压力为6.5 GPa、温度在1300～1350℃的合成条件下，实验研究了在FeNi-C合成体系中添加CH4N2S，分别以晶种的（100）和（111）面作为初始生长面时合成金刚石，详细的实验参数如表1，所对应合成金刚石的光学照片如图1所示。众所周知，在金刚石生长温度区间内，金刚石的最终形貌主要取决于合成温度，（100）晶面适合在低温区生长，而（111）晶面适合在高温区生长。在金刚石生长过程中，当合成温度处于金刚石生长温度区间中的低温端时，金刚石的（111）晶面生长速率非常快，致使最终的晶体表面具有较为发达的（100）晶面，而晶体的（111）晶面非常小，甚至会消失。与之相反，在金刚石结晶过程中，当合成温度处于金刚石生长温度区间中的高温端时，金刚石的（100）晶面生长速率非常快，于是所制备的晶体表面具有较为发达的（111）晶面，而晶体的（100）晶面非常小，甚至会消失。金刚石晶体形貌除了受到合成温度的影响之外，合成体系中的添加剂也会对金刚石的外观形貌产生一定的影响。在相同的压力条件下，当给定的合成温度不在金刚石生长温度区间之内时，金刚石生长无法正常进行。本工作中的实验合成温度范围设定为1300～1350℃，目的在于确保金刚石合成实验可以顺利进行。如图1中光学照片所示，以晶种的（100）面和（111）面作为金刚石结晶初始生长面所获得的金刚石样品（a）～（f）均表现为典型的六-八面体形貌，其中（a）、（b）、（c）均为沿（100）面生长的晶体，（d）、（e）、（f）为沿（111）面生长的晶体。在引言部分已经提到，高温高压法所合成的金刚石绝大多数呈现为典型的黄色，而本工作中所合成的晶体颜色基调亦为黄色。