加工に活かすCVDダイヤモンドの合成から応用まで: ＜3＞ダイヤモンド中の窒素の分布と評価方法

摘要

前報において、共有結合しているダイヤモンドの結晶構造に起因する物理的特性について述べるともに、不純物元素としてボロンと窒素が置換型で含有されていることを紹介した。窒素原子はペアになっていたり、いくつかの形態で含有されていて、マクロ的には可視域の青の波長を吸収することで黄色味を帯びる。わずか数十ppmの含有量の違いを肉眼で比較して選別できる材料はダイヤモンドだけであろう。機械屋によく知られているS45C（機械構造用炭素鋼材）の成分規格では、不純物であるP（りh）は0.03%（300ppm）以下と規定されている。高温高圧法で合成される比型ダイヤモンドの窒素含有量は概ね500ppm以下であり、金属材料ではほとhど問題にならない微量な窒素の存在がダイヤモンドの機械的性質にも影響を与えている。