SINGLE CRYSTAL SYNTHETIC DIAMOND MATERIAL

• Main Authors: EDMONDS, Andrew Mark, COLARD, Pierre-Olivier François Marc, MARKHAM, Matthew Lee
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 08.10.2020
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; CHEMISTRY; CRYSTAL GROWTH; METALLURGY; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

Single crystal CVD diamond material comprising a total nitrogen concentration of at least 5 ppm and a neutral single substitutional nitrogen, Ns 0, to total single substitutional nitrogen, Ns, ratio of at least 0.7. Such a diamond is observed to have a relatively low amount of brown colouration despite the relatively high concentration of nitrogen. A method of making the single crystal diamond is also disclosed, the method including growing the CVD diamond in process gases comprising 60 to 200 ppm nitrogen, in addition to a carbon-containing gas,and hydrogen, wherein the ratio of carbon atoms in the carbon-containing gas to hydrogen atoms in the hydrogen gas is 0.5 to 1.5%. L'invention concerne un matériau de diamant monocristallin par dépôt chimique en phase vapeur qui comprend une concentration totale d'azote d'au moins 5 ppm et dont le rapport entre l'azote de monosubstitution neutre, Ns 0, et l'azote total de monosubstitution, Ns, est d'au moins 0,7. On observe qu'un tel diamant présente une quantité relativement faible de coloration brune malgré la concentration relativement élevée d'azote. L'invention concerne également un procédé de fabrication du diamant monocristallin, le procédé consistant à faire croître le diamant par dépôt chimique en phase vapeur dans des gaz de traitement comprenant 60 à 200 ppm d'azote en plus d'un gaz contenant du carbone, et de l'hydrogène, le rapport entre les atomes de carbone dans le gaz contenant du carbone et les atomes d'hydrogène dans l'hydrogène gazeux étant compris entre 0,5 et 1,5 %.