Перейти к содержимому 
В 1994 году Томас Р. Энтони и др. GE подала заявку на патент США 5,437,891 (выданный в 1995 году), в котором указывалось, что скорость роста кубических граней (100) поликристаллического алмаза, выращенного методом осаждения из паровой фазы (CVD), может быть увеличена. Кроме того, если в поток реакционного газа (например, 98% водорода + 1% метана) добавить небольшое количество (например, 1%) воздуха (78% азота, 21% кислорода, 1% аргона), скорость роста еще больше увеличится.
В 1996 году Энтони и др. изобрел метод уменьшения дефектов в поликристаллических алмазных пленках, выращенных методом химического осаждения из газовой фазы, путем обработки их при высоком давлении (> 3 Кб) и высокой температуре (например, 1300°C) (патент США 5,672,395, выданный в 1997 году). В 2004 году Роберт Х. Фрушур подал заявку на аналогичный патент США 6,811,610, но термообработанный алмаз представлял собой монокристаллическую алмазную пленку. В 2004 году Суреш С. Вагарали и др. получен патент США 6,692,714, в котором говорится об использовании методов высокого давления и высокой температуры для превращения цветных монокристаллов алмаза в светлые или бесцветные.
Мао Хэгуан и Рассел Хемли, оба академики Academia Sinica на Тайване (также академики академий наук США и Китая), были учеными Геофизической лаборатории Института Карнеги в Вашингтоне (CIW) в Соединенных Штатах. В 1998 году Янь Чжисюэ из Тайваня использовал финансируемый ими проект для изучения роста монокристаллов алмаза, полученных методом CVD. При осаждении из газовой фазы в качестве затравок используют природные или искусственные монокристаллы алмаза, а затем на них осуществляют гомоэпитаксиальное эпитаксиальное выращивание. Затравочный кристалл обычно осаждают с кубической гранью (100). Для ускорения темпов роста не только значительно повышают температуру затравочного кристалла, но и умеренно увеличивают содержание метана. К газу добавляются азот и кислород. Таким образом, можно выращивать желтые алмазы, содержащие азот, со скоростью более 15 микрон (мкм) в час. Согласно описанию в Примере 1 патента США 6,858,078, поданного Хемли и др. В 2002 году CVD использовал микроволновую плазму в качестве источника тепла с давлением 160 торр и газовым составом 3% N2: 97% CH4: 12% CH4: 88% H2. Расход газа составлял 1,8 см3/мин для N2, 60 см3/мин для CH4 и 500 см3/мин для H2. Выращенный затравочный кристалл алмаза имеет размеры 3,5 × 3,5 × 1,6 мм3, а его лицевая сторона имеет размер (100). Температура роста алмаза составляет 1220℃ ± 10℃. Размеры после 12 часов роста составили 4,2 × 4,2 × 2,3 мм3, расчетная скорость роста составила 58 мкм в час.
В 2005 году Янь Чжисюэ вырастил 10-каратный бриллиант, что стало важной вехой в истории синтетических алмазов, полученных методом CVD. Говорят, что стоимость выращивания этого алмаза составила всего 5000 долларов США, что составляет всего 5% от стоимости природного алмаза того же веса. Алмазная пленка, выращенная методом химического осаждения из газовой фазы, не является плотной внутри. Твердость алмаза, выращенного методом CIW с использованием метода CVD, можно значительно повысить после обработки высоким давлением (6 ГПа) и высокой температурой (почти 2000 ℃) в течение 10 минут. Твердость алмаза после обработки закалкой может даже превышать твердость природного алмаза. Однако патент США (патент США 6,811,610, подан в 2002 г., выдан в 2004 г.) на улучшение свойств алмазных пленок CVD (таких как прозрачность) путем термической обработки под высоким давлением принадлежит Роберту Х. Фрушору. В 1970-х годах Фрушур был менеджером в отделе специальных материалов компании GE (предшественника GE Superabrasives). Позднее он основал компанию Valdiamant в подразделении GTE Valenite, чтобы конкурировать с GE за клиентов PCD. Позднее GE приобрела его и демонтировала пресс. Затем Фрушур основал компанию Phoenix Crystal для продажи технологий высокого давления. В 2003 году компания GE Superabrasives была продана компании Littlejohn. К тому времени все «старые слуги» GE ушли. Чтобы избежать перерыва в передаче технологий, Diamond Innovations наняла в качестве консультанта бывшего «предателя» Фрушура. Мало того, GE Superabrasives также подала иск против Song Jianmin за оказание технической поддержки Iljin Diamond в Южной Корее и Asia Diamond в Китае. С 2004 года компания Diamond Innovations также начала получать техническую поддержку от Song Jianmin для усовершенствования своего процесса синтеза под высоким давлением.
Янь Чжисюэ использовал выращенные алмазы ASTeX AX5250, произведенные японской компанией Seki. Мощность аппарата составляет 5 кВт, а частота микроволн — 2,45 ГГц. Желтые алмазы производятся со скоростью 15 микрон или 1/3 карата в час. Если выращивать бесцветные и прозрачные алмазы, то скорость падает ниже 5 микрон. Однако в процессе роста на грани (100) будут накапливаться небольшие пирамиды граней (111), что снижает скорость роста. Поэтому рост приходится часто прерывать, алмаз вынимать для шлифовки, а затем вставлять обратно для продолжения загустевания.
При общей мощности 5 кВт площадь выращивания может достигать 100 квадратных сантиметров. Температура осаждения монокристаллического алмаза составляет около 1200°C, поэтому эффективность его роста может достигать 3 см3 на 100 киловатт-часов (100 кВт·ч), что в 10 раз выше, чем при традиционном методе CVD, при котором поликристаллические алмазные пленки выращиваются при более низкой температуре (900°C). Для сравнения, прямые затраты на осаждение алмазов из паровой фазы составляют приблизительно 10 долларов в час или 100 долларов за карат алмаза.
При осаждении из паровой фазы (CVD) в стабильной области графита выращивается стабильный алмаз, поэтому для диссоциации молекул водорода с целью защиты алмазной связи (sp3) необходимо использовать большое количество энергии. Тем не менее, поскольку молекулы газа почти в тысячу раз реже молекул жидкости, увеличить скорость роста алмаза трудно. Кроме того, CVD представляет собой технологию двумерного роста, и для того, чтобы она была пригодной для массового производства алмазов ювелирного качества, ее необходимо наносить на большую площадь. Поэтому следует по-прежнему использовать метод осаждения жидкой фазы под высоким давлением. Алмазная эпитаксия методом химического осаждения из газовой фазы является эффективным методом изготовления тонких полупроводниковых пленок в будущем.
7 июля 2006 года Мао Хэгуан и Янь Чжисюэ выступили в Международном конференц-центре Тайбэя с речами под названием «Новая эра алмазов» и «Высокоскоростной рост крупных монокристаллических алмазов» соответственно, «чтобы дать рождение тайваньской отрасли искусственных алмазов». Мао Хэгуан предложил идею выращивания 4-дюймовой алмазной пластины, а Янь Чжисюэ предположил возможность выращивания со скоростью 0,1 мм в час. Ли Сяньдэ из Университета Цзяотун однажды посетил лабораторию Мао Хэгуана, чтобы узнать о передаче технологий, но они не смогли договориться о цене. В 2007 году Ли Сяньдэ основал компанию «Chuangshi Materials Technology Company» для разработки соответствующих технологий.
