“…3 Procedure of single diamond eptaxial growth on Ir substrate [16,[60][61][62][63][64] 图 4 利用二次电子探测器观测到的 SEM 照片 [72] (a) BEN 过程后铱衬底表面形貌; (b) BEN 过程后铱衬底局部 表面形貌; (c)生长过程后同一位置形貌 Fig. 4 SEM images [72] of the iridium surface after BEN treatment (a), local spots after BEN (b) and after a subsequent growth step (c) 程即新金刚石晶核与形核阶段金刚石晶核的连接与 晶体尺寸增加过程。 比较常见的晶体材料的生长机制有奥斯特瓦尔 德熟化(Ostwald Ripening, OR) [73] 、定向附着生长 (Oriented Attachment, OA) [74] 和 柯 肯 达 尔 效 应 (Kirkendall Effect, KE) [75] 等。定向附着生长是团簇 沿着特定的晶向聚集并最终形成单晶或孪晶的过程, 具有非随机性 [76] 。由于金刚石在 Ir 衬底上较高的形 核密度, 金刚石生长的最初阶段更倾向于 OA 生长 机制, 可以认为定向附着生长即为金刚石缓慢生长 阶段的微观机理。 Li 等 [77] 首次利用透射电子显微镜观测到液体 中晶粒的定向附着生长过程, 如图 5 所示。 Dong 等 [69] 在外延薄膜中观测到薄膜和过渡层晶粒的拓扑衍生 定向附着生长现象, 如图 3(c1)所示。Dideikin 等 [78] 以爆轰法制备的纳米金刚石为原料, 在高温高压条 件下, 纳米金刚石颗粒相接触并发生倾斜、 旋转, 每 两个颗粒的相同晶面通过悬挂键相连接, 最终形成 1.5 μm 的单晶金刚石颗粒, 从而验证了固体颗粒之 间的定向附着生长机制。但是对于金刚石在形核生 长过程中的原位过程还缺少相应的研究仪器和研究 方法, 以至于金刚石的生长过程难以通过直观的方 法进行观测。 定向附着生长过程中, 晶界湮没形成金刚石单 晶是小角度晶界形成的楔形向错所导致的。 图 3(c2) 为立方晶中的小角晶界及部分形成楔形向错的结构 示意图, 楔形向错对应于一个不完整的倾斜晶界 [70] 。 可以推出晶粒尺寸 R 和晶界转变为楔形向错的临界 角 ω crit 之间的关系为 [32] :…”