
晶向是CVD晶种的核心关键属性,指晶体内部原子排列的方向,对金刚石生长形态和性能起决定性作用。CVD晶种的晶向有(100),(110)和(111),不同晶向适配不同应用场景:(100)和(110)晶向应用于珠宝级毛坯钻石的生长,工业单晶片的生长则无晶向要求。

优质CVD晶种的制备门槛极高,需经过多道精密且严苛的工艺工序,核心流程可分为三步。第一步是原料甄选,优先筛选纯度高、缺陷少的天然金刚石或高温高压合成金刚石作为基材,这是保障晶种基础品质的前提;第二步是定向加工,通过激光切割、研磨等精密加工工艺,将基材加工成预设尺寸——目前主流工业级CVD晶种尺寸为5-15mm见方,超大尺寸晶种(20mm以上)则是大尺寸金刚石制备的技术关键,同时在此环节需精准把控晶向,避免后续生长缺陷;第三步是精细抛光与检测,对加工后的晶种进行纳米级抛光处理,确保表面粗糙度达标以避免影响外延生长,随后通过专业检测设备完成杂质检测与晶向校准。此外,晶种的厚度控制也至关重要,常规厚度为0.3-0.6mm,需兼顾生长过程中的支撑强度与后续加工余量。