鄭州大學單崇新教授團隊利用新方法合成的高品相優白級鉆石
日前，鄭州大學單崇新教授團隊盧英杰博士等人合成出質量1.2克拉以上、顏色優白級、凈度SI1級的高品相鉆石。
據悉，鉆石是指經過精加工的金剛石，地球上的天然鉆石是碳元素在地球深部高溫高壓的特殊條件下（地表以下100- 300千米，壓力5- 7百萬大氣壓，溫度1200- 1800攝氏度）以及一定含量及比率的鐵族金屬和石墨或碳條件下歷經億萬年的“修煉”而成的，再遇有火山爆發或其它地質運動被帶到地表附近。
目前，地球上已探明的鉆石貯量約為25億克拉，但鉆石礦床的探尋往往耗資巨大，天然鉆石的開采不僅會耗費大量資源，還可能對地球生態環境造成不可挽回的破壞。
同時，部分戰亂地區開采的鉆石獲得的利潤被投入到戰爭中，給當地人民帶來了深重的災難。而合成鉆石可以在實驗室進行，不會破壞生態，耗費能源有限，也沒有“血鉆”等道德原罪，是一個綠色的產業。因此，有人預計，人造鉆石將逐漸成為首飾市場的主流。
另據悉，人們近年來發現金剛石除了具有天然材料最高硬度的性質以外，還具有很大的禁帶寬度、已知天然材料最高熱導率、極高的擊穿電場、較大的載流子飽和遷移率等顯著特點，因此有望成為下一代電力電子器件的優異候選材料。
單崇新介紹說，目前金剛石合成的主流技術是高溫高壓法，但該方法在合成的過程中，往往會因為有氮或催化劑進入到金剛石中，導致雜質較多, 在電力電子器件等方面的應用面臨障礙。
為此，盧英杰等人經過艱苦的探索，開發出化學氣相沉積方法合成金剛石單晶和克拉級鉆石的工藝。該工藝合成溫度不超過1000度，壓力不到一個大氣壓，同時在合成的過程中不使用催化劑，從而保證了合成金剛石的純度以及鉆石的顏色和凈度，有望用于珠寶首飾、微波及太赫茲窗口、高能粒子探測、以及電力電子器件等領域。