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H
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Chemical Vapour Deposition (CVD)
Substrate
數的鑽石都是從這些「金伯利岩」中開採得來。偶然在隕石
撞擊地球時，也會產生足夠的壓力和溫度形成鑽石。
鑽石有非常高的硬度和化學穩定性，除了可作首飾，還有
許多用途。例如，工業用鑽石可用於切割大多數物料。鑽石窗
具有極強的抗衝擊和耐磨性，適用於航天器或實驗室設備。
因此，科學家希望能模倣天然條件，在實驗室中合成鑽石。
合成鑽石通常是用「化學氣相沉積」或CVD生產。先將
一小塊作為種子的鑽石放入高溫低壓室中，然後泵入比例為
1:99的甲烷–氫氣混合物（甲烷提供碳元素，氫氣移除多餘
的碳原子），再用鐳射將氣體變成等離子體。其中的遊離碳自
由基附著在種子上，讓鑽石逐漸變大[2]。CVD可以精準控制
References
參考資料：
[2] Davis, J. The New Diamond Age.
Wired
(2003). Retrieved from
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[3] Penn State. Hope Diamond’s Phosphorescence Key to Fingerprinting.
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[4] Harrington, R. How to Tell if a Diamond Was Grown in a Lab.
Popular Science
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[5] Natural Color Diamonds Association. It’s All About Color (2016). Retrieved from
[6] Khan, A. Moore’s Law and Moving Beyond Silicon: The Rise of Diamond Technology.
Wired
. Retrieved from
/
生成鑽石的雜質和大小。鑽石成品的顏色取決於雜質：含硼
的是藍鑽、含氮的是黃鑽，接觸到幅射的就成為綠鑽[3]。
專家們也認為，越來越難分辨天然和人造鑽石。它們的
化學結構完全相同，不過形成過程不同，留下了不同的生長
紋、不連續的生長結構等特徵[4]。
舉個例子，IIb型鑽石本身是藍色的，也會發出短暫的藍
色磷光。天然和人造鑽石有著不同的反射率和磷光光譜，
可以利用這來分辨兩者。IIb鑽石經紫外線照射後，會放出
660 nm波長的橙紅色磷光（有時橙紅色會被藍綠色的磷光
蓋過）。其他鑽石在紫外光下只會發出螢光。測試過幾顆摻雜
硼的合成藍鑽後，發現它們都不能放出那種特殊的660 nm
磷光 [5]。不過這方法只適用於比對合成藍鑽和IIb鑽石（最
罕見的鑽石種類之一）。
鑑別人造鑽石仍說不上是一門精確的科學 [2]。隨著合成
方法的改進，要識別合成鑽石將會變得更加困難。
目前，對合成鑽石的需求跟天然鑽石相比是微不足道。
不過，當技術進一步改善以致價格下降後，消費者可能會改
變主意；除非天然鑽石確實具有在合成鑽石中找不到的內
在價值。
無論如何，對鑽石需求最殷的還是半導體工業。電晶體
變得越來越薄，矽材料已難於應付所產生的廢熱。摻入足夠
雜質的鑽石可以讓半導體工業解開這困局。鑽石有很高的熱
導率，可以承受高溫而不會損毀。相對於矽半導體，鑽石半導
體更快冷卻，更環保，也更易切換電壓。目前尚未能在半導體
工業中廣泛採用鑽石，主要的障礙是成本。隨著合成鑽石的
出現（特別是硼鑽，因為只有這類鑽石能作半導體），可能會
出現半導體的新時代 [6]。
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