Fast Growth of Large Diamond Crystals in Open Air

大钻石晶体在露天快速生长

基本信息

  • 批准号:
    1129613
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 27.52万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2011
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2011-08-01 至 2016-07-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

The research objective of this award is to elucidate the mechanisms responsible for growth of large diamond crystals at carat levels on non-diamond substrates in open air for industrial applications. The proposed research will establish a synthetic strategy using laser vibrational-resonant excitation in diamond growth. A gas mixture of ethylene, acetylene and oxygen will be used as precursors. Using a tunable carbon dioxide laser, vibrational resonant excitations of the alkene group of molecules will be induced to promote chemical reactions and enhance diamond growth. An excimer laser with ultraviolet wavelength will also be used to improve the quality of the diamond crystals. Deliverables include a laser system configured for fast growth of diamond crystals in air, documentation of research results, and engineering student education.This research project will develop a simple, low-cost approach for synthesizing large diamond crystals. The research results will create a new direction for diamond growth and expand the horizon for industrial diamond uses beyond the current applications in electronics, optics, mechanical cutting and sensors, to name a few. The cost savings for diamond synthesis will be realized through the use of common hydrocarbon gases as precursors. Additionally, using this technique it is expected that many more complicated diamond crystals and devices can be realized at a much lower cost. The technique also has the promise of enabling an easy and viable route for fabricating large-scale diamond structures.
该奖项的研究目的是阐明露天应用中非钻石底物上的大型钻石晶体在工业应用的非钻石底物上生长的机制。拟议的研究将使用激光振动式激发在钻石生长中建立合成策略。乙烯,乙炔和氧气的气体混合物将用作前体。使用可调二氧化碳激光器,将诱导烯烃分子烯烃组的振动共振激发,以促进化学反应并增强钻石生长。具有紫外线波长的准分子激光器也将用于提高钻石晶体的质量。可交付成果包括一个配置用于空气中钻石晶体快速生长的激光系统,研究结果的文档以及工程学生的教育。该研究项目将开发一种简单,低成本的方法,用于合成大型钻石晶体。研究结果将为钻石生长创造一个新的方向,并扩大工业钻石用途的地平线,超出了当前电子,光学,机械切割和传感器的应用,仅举几例。钻石合成的成本节省将通过使用常见的烃类气体作为前体来实现。此外,使用这种技术,可以预期以更低的成本实现更复杂的钻石晶体和设备。该技术还有望为制造大型钻石结构提供简单易行的途径。

项目成果

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