JPH08502234A

JPH08502234A - ダイヤモンドのような固体物質の合成方法とそれによって得られた物品

Info

Publication number: JPH08502234A
Application number: JP6509373A
Authority: JP
Inventors: ロイ，ラスタム; メシアー，ラッセル; エス．デワン，ハーディアル; バジアン，アンドルツェイ; ラビンドラナザン，パラニアッパン
Original assignee: ザペンステイトリサーチファウンデーション
Priority date: 1992-10-02
Filing date: 1993-10-01
Publication date: 1996-03-12
Also published as: WO1994007613A3; DE69318168D1; EP0662868A1; EP0662868B1; DE69318168T2; AU5725294A; WO1994007613A2; CA2146111A1; ATE165256T1

Abstract

(57)【要約】本発明は、一般に、ダイヤモンド、ダイヤモンド皮膜、窒化ホウ素又は他の類似物質のような各種の固体の合成方法に関する。具体的には、本発明は、種々の物質の製造のための反応種の新規な源物質（例、ダイヤモンドの生成の場合、炭素及び／又は水素及び／又は種結晶の新規な源物質）の利用と、その物質の種々の商業的目的への用途に関する。

Description

【発明の詳細な説明】ダイヤモンドのような固体物質の合成方法とそれによって得られた物品本発明は、アメリカ国防省研究プロジェクト（DARPA）によるアメリカ政府の支持（契約No.N00019-91-J-4023）を受けて行った。アメリカ政府は本発明の特定の権利を有する。関連の特許出願との相互関係本発明は1993年８月27日付けの特許出願「発明の名称：A Metodfor Synthesiz ing Solids Such as Diamond and Products Produced Thereby、発明者Rustum R oy）の一部継続出願であり、これは1992年10月19日付けの特許出願「発明の名称：A Metod for Synthesizing Solids Such as Diamond and Products Produced Thereby、発明者Rustum Roy」の一部継続出願であり、これは米国特許出願第07/ 962423号「1992年10月16日出願、発明の名称：A Metod for Synthesizing Solid s Such as Diamond and Products ProducesThereby、発明者Rustum Roy、現在放棄」の一部継続出願であり、これは米国特許出願第07/955956号「1992年10月２日出願、発明の名称：A Metod for Synthesizing Solids Such as Diamond and Products Produced Thereby、発明者Rustum Roy）現在放棄」の一部継続出願である。技術分野本発明は、一般に、ダイヤモンド、ダイヤモンド皮膜、窒化ホウ素、及び同様な物質のような各種の固体の合成方法に関する。具体的には、本発明は、種々の物質の製造のために反応種の新規な原料（例、ダイヤモンド生成の場合、炭素及び／又は水素及び／又は種結晶(seed)の新規な原料）を使用し、得られた物質を各種の商業的目的に利用することに関する。背景技術合成ダイヤモンドの製造法にはいろいろな方法が知られている。第１の方法として、高温（例、１４００℃）と高圧（例、６０kba r）の金属溶液の中に含まれる炭素からダイヤモンドを析出させ、ダイヤモンド粒子を合成することができる。このような高温高圧で得られたダイヤモンドは第二相の混入がないことが可能であるが、一般にかなりの濃度の溶解した窒素と金属（例、ニッケル、鉄、コバルト等）を含む。第２の方法として、ダイヤモンド粉末を衝撃波合成によって生成することができ、炭素と金属溶媒／触媒の混合物に衝撃を与えるために、爆発物の充填を利用する。衝撃波合成法の例は米国特許第3401019号（1968年９月10日発行、発明者C owanら）に見ることができる。衝撃波合成法の欠点は、得られるダイヤモンドが一般に溶解した窒素と金属（例、鉄）で汚染されていることである。また、得られたダイヤモンドの回収は、反応チャンバーの中の周りの材料（例、グラファイトと金属）からダイヤモンド粒子を分離するための労力がかかる化学的処理を必要とする。また、この方法は、一般にサブミクロンの粉末のみを生成する。第３の方法として、炭素が飽和した特定のアモルファス金属中でダイヤモンドを析出させることにより、ダイヤモンド粉末を得ることができる。例えば、米国特許第4485080号（1984年11月27日発行、発明者Shinguら）は、炭素含有合金の急速な凝固の後、１００℃ 以上の温度でアモルファス金属の中にダイヤモンド粒子を析出させることによる多数工程プロセスを開示している。次いで酸消化によって金属からダイヤモンドを取り出す。より最近の開発において、活性化した化学蒸着プロセス（ＣＶＤ）により、気相からダイヤモンド薄膜を合成している。一般に、そのようなＣＶＤプロセスにおいて、ダイヤモンド粒子は適当な基材の表面上に不均一に核を生成し、その後、或る大きさに成長する。このようにして生成した粒子は、広範囲に離れて存在することがあり、又は連続ダイヤモンド皮膜に合体するに充分隣接することもある。ＣＶＤプロセスの種々の面を示す代表的な技術は、次のような特許に見ることができる。まず、米国特許第4882138号（1989年11月21日発行、発明者John Pi nneo）は、ダイヤモンド粒子、原子の水素、ガス状炭素源を使用し、これらを処理するとダイヤモンド粒子の上にエピタキシャルに堆積したダイヤモンドになることを開示している。米国特許第4958590号（1990年９月25日発行、発明者Rober t Goforth）は、ＣＶＤプロセスに関連した特定のマイクロ波と装置を開示している。米国特許第4985227号（1991年１月15日発行、発明者イトウら）は、基材物質を励起した一酸化炭素と励起した水素のガス源に接触させ、基材上にダイヤモンドを堆積させることを開示している。米国特許第5112643号（1992年５月12 日発行、発明者イケガヤら）は、炭素源と水素を含む原料ガスを使用し、照射装置による熱電子とＤＣプラズマの生成により原料を活性化し、基材表面上にダイヤモンド皮膜を堆積させることを開示している。また、ダイヤモンド生成のためのＣＶＤプロセスが、次の文献：「著者：R.C．DeVries、書名：Annual Review of Materials Sciences 17:161(1987)」、「著者：A.R．Badzian，R.C．DeVries 、書名：Mat．Res．Bull．23:385(1988)」、「著者：J.C．Angus，C.C．Hayman 、書名：Science 241：915(1988)」に解説されている。また、文献「著者：B.V．S pitsyn，l.l．Bouilov，B.V．Derjaguin、書名：Prog．Crystal Growth and Cha ract．17:79(1988)」に、グラファイトは、大きな単結晶ダイヤモンド上に堆積することができる種々のガス状炭素を基礎にした種の生成原料になることができると示している。しかしながら、これまでにＣＶＤプロセスの原理は、多結晶ダイヤモンド皮膜以外の物体を生成するために使用されたことがない。ダイヤモンド生成のための別な技術が米国特許第4997636号（1991年３月５日発行、発明者Johan Prins）に開示されている。この特許は、面心立方晶の構造を有する非ダイヤモンド基材物質の使用を開示している。この基材は炭素原子をイオン注入され、次いで誘導により基材の外に拡散し、基材の表面上にエピタキシャルに成長する。ダイヤモンド生成のためのさらに別な技術は燃焼火炎を利用する。具体的には、米国特許第5075096号（1991年12月24日発行、発明者タナベら）は、還元雰囲気を形成するため酸素を含む支燃性ガス中に炭素を含む可燃性ガスを燃焼させ、反応雰囲気の湿度を精密に調節し、燃焼性ガス火炎の中に基材を装入し、基材の表面上にダイヤモンドを生成させることを開示しており、米国特許第5135730号（1992年８月４日発行、発明者スズキら）は、炭化水素燃料ガスと酸素の混合ガスを生成・燃焼させ、火炎を形成し、火炎を基材表面に接触させてその基材上にダイヤモンドを生成させることを開示している。ダイヤモンド製造のための上記の方法は、いずれも次のような欠点の１以上が問題とされており、即ち、製造コストが高い、製造装置が複雑、得られるダイヤモンドの大きさと形状の制約である。本発明は、ダイヤモンドや他の物質の合成に関して従来公知の各種の方法に固有な上記の欠点を克服するものである。本発明は各種の物質の新規な製造方法を提供するものであり、限定されるものではないが、ダイヤモンド皮膜、ダイヤモンド成形体、窒化ホウ素皮膜、窒化ホウ素成形体等である。発明の要旨本発明は、ダイヤモンド皮膜、ダイヤモンド成形体、窒化ホウ素皮膜、窒化ホウ素成形体、シリコン皮膜、炭化ケイ素成形体等を含む種々の固体の新規な製造方法に関する。ダイヤモンド合成に関して、本発明の方法は、高温高圧反応、固体析出反応、衝撃波合成、ＣＶＤ法、燃焼火炎法等のような公知の製造方法に対して大きく改良されている。本発明は出発物質と加工条件の新規な組み合わせを使用し、新規な物質（例、ダイヤモンド）を得る。具体的には、ダイヤモンドの生成に関し、非気相の形態の炭素の１種類以上の出発原料（例えば、特定の固体であり、液体を含み、限定されるものではないがアモルファス炭素、カーボンブラック、炭素粉末、炭素繊維、グラファイト、木炭、炭素含有ポリマー物質、グラッシーカーボン、非気相炭素前駆体物質、等がある）と、炭素の出発原料に加えられて存在する又は炭素の出発原料の中に固有に存在する１種類以上の適切な種物質（seed）（複数でもよい）との組み合わせであり、この種物質はダイヤモンド又はダイヤモンド類似結晶構造を有し（例えば、ダイヤモンド結晶、シリコン、炭化ケイ素、ｃＢＮ、ダイヤモンドの結晶格子に似た種々の面心立方構造、又は他の同じ構造の物質）、及び／又は外的に供給又は内部で発生のいずれかの適当な雰囲気の存在下（例、水素と、及び他のアルゴン、窒素、炭素、酸素、それらの混合ガスのような雰囲気）で適当な温度（例、３００℃〜２０００℃、より好ましくは３００℃〜１６００℃、さらに好ましくは７００℃〜１０００℃）に加熱したときにその場で１種類以上の種物質を生成することができる１種類以上の種物質前駆体との組み合わせであり、約１．０１３２５×１０⁵Ｐａ（１気圧）を超える圧力を必要とせず、コーティングとして、又は種々の大きさと形状の自立式（即ち、自己支持）物体としてのダイヤモンド物質を生成する。本発明において使用するに適切な出発物質の混合物は、固体物質を均一に又は不均一に一緒に簡単に混ぜる方法を含む多くの通常の方法で作成することができる。このような混合法は、乾式混合法（例、ボールミル）、通常の湿式混合法のような多くの従来の混合法でよい。固体を混ぜ合わせるに特に好ましい方法は、ナノコンポジット生成法として知られている。ナノコンポジット生成法の詳細は次のような文献から周知であり、これら文献の主要事項は本願でも特に参考にして含まれる：「Rustum Roy，Sol-Gel Processes：Origins，Problems，Products ，Am．Ceram．Soc．Bull．60:383(1981)、「Rustum Roy，New Hybrid Materials made by Sol-Gel Technique，Bull．Am．Ceram．Soc．61:374(1982)」、「Rust um Roy，Ceramics from Solutions：Retrospect and Prospect，Mat．Res．Soc ．Annual Mtg．Abstracts，p.370(1982)」、「Rustum Roy，NewMetal-Ceramic H ybrid Xerogels，Mat．Res．Soc．Annual Mtg．Abstracts，p.377(1982)」、「R ustum Roy，Ceramics by the Solution Sol-Gel Route，Science 238:1664-1669 (1987)」、「Rustum Roy，S．Komarneni and W．Yarbrough，Some New Advances with SSG-Derived Nanocomposites，Chapter 42，Ultrastructure Processing of Advanced Ceramics，John Mackenzie and Don Ulrich(eds.)，Wiley Intersc ience，pp.571-588」。しかしながら、多くの例において、ナノコンポジット生成法によって提供される均一な混合の必要なしに、非常に望ましい生成物を得ることができる。本発明の出発物質の加工に関して、多種多様な装置が適切に使用することができる。適切な加工装置の選択における主な基準として、例えば、制御された雰囲気を保持するための装置性能、少なくとも部分的に本発明による反応が生じることを可能にするような充分に高い温度まで出発物質を加熱する性能があろう。したがって、適当な加工装置には、例えば、マイクロ波発生装置、高周波発生装置、フィラメント加熱装置、直接加熱装置等のような装置を備えた化学蒸着装置がある。また、ダイヤモンド生成に関して、制御された雰囲気領域に収められた又は制御された雰囲気容器の中に収められていない水素又はアセチレンの火炎の存在中で好適に実施することもできる。本願の開示事項が、主としてダイヤモンドコーティングと種々のダイヤモンド形状の形成に注力していることに注意されたい。しかしながら、当業者には、本発明の技術的思想が、多数の類似した物質系（例、窒化ホウ素）に直接適用でき、同様な仕方で本発明によりその物質系に有益であることが理解されるであろう。発明の目的本発明の目的は、非気相状の出発物質（例、ダイヤモンド皮膜形成のための炭素の非ガス源）を用い、種々の組成（例、ダイヤモンド）の皮膜を製造する新規な方法を提供することである。本発明のもう１つの目的は、非気相状の出発物質（例、自己支持ダイヤモンド構造のための炭素の非気相源）を用い、ネット又はニアネットシェイプの各種自己支持体（例、ダイヤモンド）を製造する方法を提供することである。また、本発明の目的は、各種物質（例、ダイヤモンド）の合成方法を提供することであり、この方法は、マイクロ波や高周波等を備えたＣＶＤ反応器、高温フィラメント反応器のような種々の反応器の中で行うことができ、ダイヤモンドの場合、水素又はアセチレン火炎の存在の中で行い、密閉環境に収められてもいなくてもよい。また、本発明の目的は、適切な非気相状出発物質から立方晶窒化ホウ素を製造することである。図面の説明図１は、比較例２に使用した一般的な炭素源物質の約１３０００倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図２は、例１で示したような本発明により作成した物質のラマンスペクトルである。図３は、例２で作成した本発明の物質の約２１５０倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図４は、例２で作成した比較例の物質のラマンスペクトルである。図５は、例２で作成した比較例の物質の約２２７０倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図６は、例８で作成した比較例の物質の約２２２０倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図７は、例１５〜１７で使用したアルミナチューブ炉の大要の図である。図８は、例８で作成した比較例の物質のラマンスペクトルである。図９は、例１、２、３、６で使用した化学蒸着反応器を備えたマイクロ波プラズマの大要の図である。図１０は、例６で示した本発明によってシリコン基材上に生成した物質のラマンスペクトルである。図１１は、例６で示した本発明によってモリブデン基材上に生成した物質のラマンスペクトルである。図１２は、例６でシリコン基材上に生成した物質の約４５００倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図１３は、例６でモリブデン基材上に生成した物質の約４５００倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図１４は、例７で作成した物質の粉末Ｘ線回折パターンである。図１５は、水素／酸素火炎処理の前の、コロイド状グラファイト／ダイヤモンド種結晶／ポリビニルアルコールバインダーを含む例７の球形ボールの粉末Ｘ線回折パターンである。図１６ａと１６ｂは、例７で生成した物質のＳＥＭ顕微鏡写真である。図１７は、例１０で生成した物質の約２４００倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図１８は、例１１で生成した物質のラマンスペクトルである。図１９は、例１１で生成した物質の約３５３倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図２０は、例１２で生成した物質のラマンスペクトルである。図２１は、例１２で生成した物質の約３４７倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図２２は、例１２で生成した物質の約４９０倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図２３は、例３で生成した物質のサンプルＡの約６２０倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図２４は、例３で生成した物質のサンプルＡの粉末Ｘ線回折パターンである。図２５は、例３で生成した物質のサンプルＡのラマンスペクトルである。図２６は、例４で生成した物質のサンプルＥの約７５０倍の代表的なＳＥＭ顕微鏡写真である。図２７は、例４で生成した物質のサンプルＥの約１５００倍の代表的なＳＥＭ顕微鏡写真である。図２８は、例４で生成した物質のサンプルＥの約５００倍の代表的なＳＥＭ顕微鏡写真である。図２９は、例９で使用した化学蒸着反応器を備えたＡｓｔｅｘマイクロ波プラズマの大要の図である。図３０は、例９で生成した物質の約６０４倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図３１は、例９で生成した物質のラマンスペクトルである。図３２は、例１４で利用した高温フィラメントタイプのダイヤモンド堆積／転化装置の大要の図である。図３３は、例１５で生成した物質の粉末Ｘ線回折パターンである。図３４は、例１５で使用した出発物質の粉末Ｘ線回折パターンである。図３５は、例１６で生成した物質の粉末Ｘ線回折パターンである。図３６は、例１６で使用した出発物質の粉末Ｘ線回折パターンである。詳細な説明本発明の詳しい態様を次に説明する。ここで、開示の好ましい態様は、多くの態様を具体化することができる本発明の単なる例示であると理解すべきである。したがって、本願で開示の特定の詳細事項は、本願を限定しているのではなく、クレイムした本発明を単に支持するものであり、本発明を適当な具体的な形態に使用する当業者に教示するための代表的な例であると解釈すべきである。本発明は、一般に、適当な基材物質の上にコーティング又は皮膜を形成する新規あ方法に関する。さらに、本発明は、一般に、自己支持成形物質を作成するための新規な方法に関する。本発明のそれぞれの好ましい態様に共通することは、新規な仕方で加工する特定の非気相状出発物質の使用である。本発明を、適当な基材物質の上に望ましいコーティングを形成するために使用した場合、本発明の方法の第１過程は、基材物質の上にコーティングすべき物質の適当な混合物を作成することである。その混合物を作成するにおいて考慮することがあるいくつかの重要な事項に次のようなことがある：(1)混合物の均一性、(2)混合物の物質の粒子サイズ（例えば、或る態様においては１μｍ未満の非常に微細な粒子サイズが望ましく、一方、別な態様においてはかなり大きい粒子で望ましい）、(3)混合物の加工の際の、混合物中の物質のお互いの又は混合物に接触する他の物質との反応性、(4)混合物の加工の際に混合物を一緒に保持する助けをするバインダーの、場合による必要性。これらの考慮事項の各々を以降で詳細に説明する。また、本発明を自己支持（例、自立する）成形体の作成に使用する場合、上記の考慮事項の各々が重要になることがある。ここで、作成する成形体の特定の厚さと形状の複雑性に依存し、次のようないくつかの付加的な考慮を行う必要が生じることがある：(1)本発明に使用する出発物質を適当な構造に成形できること、(2)ネット又はニアネットシェイプの物質の作成（即ち、得られる成形体のサイズと形状が、出発物質のサイズと形状に実質的に対応する）が可能なように出発物質を加工する際にその形状を維持できること、(3)加工の少なくとも一部の間に、気相種（使用するとすれば）が、例えば非気相種の成形された出発物質の少なくとも一部と接触することを可能にするような、少なくとも或る気孔性を出発物質が維持できること。これらの付加的な考慮事項の各々は、以降で詳しく議論する。コーティング又は自己支持成形体のいずれかを構成する出発物質は、典型的に少なくとも２種類の物質を含み、あるいは二つの役割を果たす１種類の物質である。典型的に多量に存在する第１の物質は原料としての役割をし、典型的に少ない量で存在する第２の物質は種物質としての役割をする。源物質は、得られる物体の物理的、機械的、電気的等の特性に好影響を与える１種類以上の付加的な物質を含むことができる。本願における用語「源物質」は、本発明のプロセス条件下で、１種類以上の種物質及び／又は１種類以上の種物質の前駆体（複数でもよい）と相互作用し、種物質（複数でもよい）の１以上の表面から１種類以上の種 (specie)を成長する、又は源物質と種物質及び／又は種物質前駆体との１以上の界面より１種類以上の種を成長することができる１種類以上の物質と理解すべきである。本願における用語「源物質前駆体」は、本発明のプロセス条件下で、１種類以上の源物質をその場で生成することができる１種類以上の物質を意味すると理解すべきである。また、特定の物質は、(1)源物質及び／又は源物質前駆体、(2)加工及び／又は得られる物体の特性に有益な付加的物質の供給源、として機能することがある（例えば、グラッシーカーボンのような特定の物質は、炭素の源物質と、水素の局所的な望ましい雰囲気の両方を提供することがある）。本願における用語「種物質」は、本発明におけるプロセス条件下で、その上に１種類以上の結晶構造を提供することができる、又はそこから源物質（複数でもよい）が堆積を始めることができる、又はそこから１種類以上の望ましい種が成長することができる１種類以上の物質であると理解すべきである。本願における用語「種物質前駆体」は、本発明におけるプロセス条件下で、１種類以上の種物質をその場で形成することができる物質を意味すると理解すべきである。また、或る物質は、或るプロセス条件下で種物質と種物質前駆体の両方の機能をすることができると理解すべきである。また、或る物質は、(1)種物質及び／又は種物質前駆体、及び(2)加工及び／又は得られる物体の特性に有益な付加的物体の供給源、として機能することができる。また、或る物質は、(1)種物質及び／又は種物質前駆体、及び(2)加工及び／又は得られる物体の特性に有益な少なくとも局所的な雰囲気を形成する物質の供給源、として機能することができる（例えば、或る金属水素化物は(1)種物質及び／又は種物質前駆体、(2)水素、の両方を提供することができる）。また、１種類以上の源物質及び／又は１種類以上の源物質前駆体及び／又は１種類以上の種物質及び／又は１種類以上の種物質前駆体は、得られる物体の加工及び／又は得られる物体の最終的特性に好影響を与えるように、互いに組み合わせて使用することができると理解すべきである。源物質（複数でもよい）及び種物質（複数でもよい）及び／又はそれらの前駆体の混合状態は、多数のいろいろな要因により、均一又は不均一でよい。例えば、本発明の或る態様において、親密又は実質的に均一な混合が望ましいことがある。均一な出発物質の混合物は、低い加工温度及び／又は短い加工時間及び／又はより均一な最終物体に結びつくことがある。したがって、混合物を作成するための上記のようなナノコンポジット生成技術が、本発明の各種の用途に理想的であることがある。しかしながら、複雑さがはるかに軽減された混合方法が許容できることも経験されている。また、得られる物体の傾斜特性が望まれる及び／又は或る加工上の変更が必要な場合のような特定の応用については、不均一な混合物が望ましいことがある。この点に関して、物体の組成及び／又は物体の微細構造を傾斜させるため、不均一な混合が利用できるであろう。不均一な混合状態が役に立つことができる例に、濾過の用途、触媒の用途、生体用物体等がある。種物質（又はその前駆体）に比較した源物質（又はその前駆体）の相対的な粒子サイズは、ほぼ同等な平均粒子サイズから、それぞれが他方の平均粒子サイズの１０倍〜１０００倍の粒子サイズの範囲であってよい。一般に、源物質は、望ましい物質の製造に効率的かつ経済的に帰着する仕方で種物質と相互作用することができるべきである。したがって、当業者には、これら物質の望ましい加工特性と製造すべき最終的物体の望ましい特性により、源物質（及び／又はその前駆体）と種物体（及び／又はその前駆体）の組み合わせの制約があり得ることが明らかであろう。出発物質の混合物がその形状を保つ性能（出発物質の混合物が基材上のコーティングとして施されたのか、自己支持体を形成するかによらず）は、或る用途に重要なことがある。例えば、出発物質の混合物からネット又はニアネットシェイプを形成する性能は、非常に重要なことがある。そのような場合、その加工の少なくとも一部の間に、出発物質の混合物が成形され、その形状を維持できるために、バインダーが必要とされることがある。本発明の用途には、有機系と無機系の両方のバインダーが適することができる。ここで、一般に、有機系バインダーを使用すると、バインダーの存在による全ての不都合な面（例、バインダー除去等）を回避するように、出発物質の混合物に混和するバインダーの量を最小限にできる。基材物質上のコーティングのために出発物質を配置するに使用する方法や、自己支持用出発物質の組成物を作成するために使用する方法には多数の従来の作成法があり、例えばスプレー、乾式プレス、押出、テープ注型、ソーキング又は浸漬、高温又は冷間等方加圧、真空含浸等がある。例えば、多孔質物体の多孔性の少なくとも一部を定める壁の少なくとも一部の上にコーティング（例、ダイヤモンドコーティング）を形成することが望ましいと考えることができるような織物の布又は繊維又は他の任意の多孔質物体の上に、出発物質の混合物を施すことが望ましいことがある。このように、例えば、ダイヤモンドコーティングが改良された性能を与えることができる任意の多孔質物質の少なくとも一部の上に、ダイヤモンドコーティングを配置することができる（例、濾過装置、押出用ダイス、生物医学用材料等）。また、適当な出発物質のゾルゲルを作成することもできる。繊維をゾルゲル混合物から引き出し又は抜き出し、その後に本発明により加工することもできる。また、源物質として機能する炭素繊維を、例えば種物質で適当にコーティングし、本発明にしたがって加工することもできる。したがって、本発明の特定の技術を実施することにより、ダイヤモンド繊維の製造を達成することができる。さらに、適当な出発物質をポリマー（例、熱硬化性ポリマー）で含浸し、その後任意の通常の方法で成形することができ、次いで本発明により加工して所望の生成物にすることもできる。また、ポリマーそのものを望ましい形状に成形し、次いで本発明によって加工することもできる。ポリマーを何らかの他の適当な出発物質と併用することが望まれる場合、出発物質の混合物とポリマーの比は、ポリマー／出発物質混合物の成形性、及び得られる生成物の特性の両方を確保するために調節することができる。少なくとも１種類の源物質（又はその前駆体）と少なくとも１種類の種物質（又はその前駆体）を含む適当な出発物質の混合物を作成した後、その混合物を本発明によって加工する。具体的には、典型的に、１種類以上の種物質の上に又はそこから、１種類以上の望まし種の生成又は成長を可能にするに適切な環境中で、出発物質の混合物を適当な温度に加熱する。本発明の実施に使用するに、多くの適切な装置がある。例えば、制御された雰囲気（例、所望の物体の生成に悪影響しない雰囲気又は所望の物体の生成に好ましい影響を及ぼす雰囲気）を維持でき、かつ源物質が、種物質の上に堆積及び／又は種物質から成長することを可能にする温度を実現できる装置が適切である。このような装置には、限定されるものではないが、化学蒸着装置があり、マイクロ波発生装置、高周波発生装置、フィラメント加熱装置等を備えることができ、又は備えないこともある。これら各々の装置の共通性は、装置の少なくとも一部の中の物質を、制御された雰囲気を維持しながら、割合に高温（例、３００℃〜２０００℃、より好ましくは３００ ℃〜１６００℃、さらに好ましくは７００℃〜１０００℃）まで加熱できる性能である。本発明において、温度と時間の制御は、生成する全ての結晶質の種の粒子サイズ及び／又は形態にとって重要である。一般に、高温及び／又は長時間で大きい結晶を得ることができ、一方、低温及び／又は短時間で割合に小さい結晶を得ることができる。さらに、適当な出発物質の混合物に特定の好ましい雰囲気（例えば、ダイヤモンド生成の場合、水素、窒素、炭素、酸素、アルゴン等、及びこれらの混合ガスのような雰囲気）を提供することにより、この雰囲気（複数でもよい）が、得られる任意の結晶質の種の粒子サイズ及び／又は形態に好ましい影響を及ぼすこともある。一般に、好ましい雰囲気の存在は、粒子サイズを大きくし及び／又は得られる物体の緻密な構造に結びつくことができる。また、雰囲気は静的でも動的（即ち、流れている）でもよい。特定の場合、本発明によって得られる最終的な物体の特性に好ましい影響を与えることがある。当業者は、本発明の実施のための加工条件の正確な組み合わせは、得られる物体の所望の特性に依存することを理解するであろう。本発明の特定の面において、前記の装置は、出発物質の混合物と好適に相互作用することもあるプラズマの生成を援助するために使用することができる。出発物質の混合物の少なくとも一部の近隣でのプラズマの生成は、出発物質の混合物からの望ましい物質又は物体の生成を容易にする又は影響することができる。いかなる特定の理論や説明にも束縛される意図はないが、出発物質の混合物の少なくとも一部に接触するように誘起された特定のプラズマの生成は、源物質が種物質に接触する動きに好適に影響する又は容易にすることができる。例えば、生成したプラズマ中の１種類以上の種(specie)は、源物質の１種類以上の種を、種物質の少なくとも一部まで輸送することを助けることができる。そのような輸送が生じると、その種物質の上に又は種物質からの望ましい物質の堆積又は成長が起きることができる。プラズマは従来の技術によって形成することができ、気相物質又は物質の組み合わせを制御された雰囲気の装置に装入し、その物質を例えばマイクロ波、高周波、抵抗加熱等によって励起し、１種類以上のがす状の種を形成する方法がある。また、プラズマは、１種類以上の源物質（又は源物質前駆体）を励起することによって形成することができ、或いは、１種類以上の前駆体ブラズマ物質を源物質に添加し、前駆体プラズマ物質が前記の任意の手段によって励起されたとき所望のプラズマが生成し、出発物質の混合物の少なくとも一部に接触するように形成することができる。いくつかの場合、プラズマの形成は、種物質（複数でもよい）の上に又はそこから望ましい量の堆積又は成長が達成されるために本質的であり、一方、他の場合には、そのような堆積又は成長に必要ない又は本質的な役割をしないことがある。本発明のいくつかの重要な面の理解を助けるため、本発明をダイヤモンド生成に適用した場合と、従来の化学蒸着プロセスをダイヤモンド生成に使用した場合とを比較することは有益であろう。従来のダイヤモンド生成のＣＶＤプロセスにおいて、常にガスである炭素源（例、メタン）が９５〜９９％の水素と混合され、水素を例えば熱やマイクロ波で励起する。一般に、炭素源ガスの励起は種々の炭化水素種と、或る原子の水素と分子の水素の複雑な混合物の生成となる。次いで生成した炭素原子は、選択した基材物質の上に非常に小さい核(nuclei)として凝集することができる。これらの凝集した核はｓｐ²（即ち、グラファイト構造）とｓｐ³（即ち、ダイヤモンド構造）の結合の両方を含む。前記の核の少なくとも一部が堆積した後、Ｈ₂の励起により生じた水素原子がｓｐ²の全てを溶解し又は反応除去し、ダイヤモンド構造を形成するｓｐ³核を支配的に残す。このダイヤモンド核は次いで離れたダイヤモンド結晶の成長し、やがて連続的な皮膜を形成することができる。従来のＣＶＤダイヤモンド形成とは異なり、本発明は、ダイヤモンドコーティングや自己支持ダイヤモンド成形体を得るために、炭素供給用の出発ガスの使用に依存しない。反対に、本発明は非ガス（例、固体又は液体）の炭素質出発物質を利用する。具体的には、本発明の好ましい態様において、ダイヤモンド種物質を非気相炭素源物質と共に提供する（例、混合する、又は炭素源物質の一部として生得的に存在する）。種物質と源物質は、一緒に均一に又は不均一に混合する。水素の供給（例、水素ガス又は水素原子であり、外部から供給された、或いは１種類以上の種物質（又は種物質前駆体）又は源物質（又は源物質前駆体）からその場で作成された）は、炭素源物質とダイヤモンド種物質の混合物に供給することができる。この混合物と供給水素は高温に供され（例、３００〜１６０℃）、大部分のｓｐ²グラファイト炭素がｓｐ³ダイヤモンド構造に転化することを可能する。また、炭素質出発物質からの炭素は、ｓｐ³ ダイヤモンド種結晶と相互作用することを可能にされ、その種結晶の上又はそこからのダイヤモンド成長に結びつく。当業者は、所望の最終的ダイヤモンド生成物を形成する炭素の大部分は、ダイヤモンド種結晶の近隣の炭素源物質から供給されることを理解するであろう。このような仕方で炭素を供給することにより、これまで不可能でないにせよ困難であると考えられてきたダイヤモンド皮膜や自己支持ダイヤモンド成形体を容易に作成することができる。また、本発明の方法は、ダイヤモンド種結晶の直ぐ近く（例、数ナノメートル〜数ミクロン）に炭素源物質を配置したときに特に効果的であることができる。いかなる特定の理論や説明にも束縛される意図はないが、炭素源物質は、気相、又は触媒的に溶解した中間物、さらには固体状態の転移プロセスによってダイヤモンドに転移できると思われ、これらは、一部は、大きなダイヤモンド結晶の成長のためのエピタキシャル核を提供する非常に微細なダイヤモンド種結晶の存在によって可能になると思われる。さらに、ダイヤモンド種結晶に対する炭素源物質の並置（juxtaposition）と濃度が、例えば、炭素源物質とダイヤモンド種結晶との起こり得る反応の程度を高め、これら物質の間の相互作用を促進するものと思われる。ダイヤモンド生成についての本発明の第４の面において、従来のＣＶＤプロセスに使用される付加的なガスを所望により追加することができる。例えば、メタンのような炭化水素ガスを源物質／種物質の混合物に入れ、例えば前記の反応によって得られた結晶の上に又は結晶の間にダイヤモンド結晶をさらに成長させることができる。したがって、提供される炭化水素ガスの量は、得られる物体の微細構造のさらなる制御を可能にする仕方で調節することができる。本発明にしたがうダイヤモンド生成に関して、非気相炭素源物質は、実質的に全ての形態の炭素を含むと思われる。ここで、特に好ましい形態には、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）コロイド状グラファイトとして市販の微細に分散された炭素（＜１μｍ）、カーボンブラック、グラッシーカーボン、煤、ランプブラック、炭素にその場で転化できる有機ポリマー等がある。特定の炭素源物質は、得られるダイヤモンド生成物に好ましい影響を与える１種類以上の付加的物質を含むことができる。例えば、炭素源物質を窒素及び／又は燐でドーピングすると（例、Ｃ−Ｎ及び／又はＣ−Ｐ結合が炭素源物質のなかに形成されると）、得られるダイヤモンド生成物の望ましいドーピングが生じることが期待できる（例、そのような生成物はＰ／Ｎ接合のような電子用途に使用することができる）。また、例えば、炭素を含む非常に微細な混合物の多層を種結晶の表面上にコーティングし、その多層をその後に又は実質的に同時にダイヤモンドに転化させることにより、大きなダイヤモンド単結晶を作成することができる。容認できるダイヤモンド種結晶物質にはダイヤモンド粉末があるが、ダイヤモンド又はダイヤモンド状構造の任意の種結晶（例、ｃＢＭ、シリコン、炭化ケイ素、ダイヤモンドの結晶格子に似た種々の面心立方晶構造、又は他の同じ構造の物質等）もまた適当な種結晶物質として作用することができる。また、特定の物質が種結晶物質前駆体（複数でもよい）として作用することもある。そのような物質は単独で、又は種結晶物質及び／又は他の種結晶物質前駆体に付加して使用することができる。特定の加工条件下では、種結晶物質前駆体が種結晶物質として作用することもできる。種結晶物質（複数でもよい）及び／又は種結晶物質前駆体（複数でもよい）の選択における或る重要な考え方に、その物質の化学的性質（ダイヤモンドの作成を触媒する物質の能力）、その物質の安定性（例、本発明の特定の加工条件に耐える）、その物質の構造と格子定数（例、ダイヤモンドのそれらと同等）等がある。上記以外の満足できる種結晶物質及び／又は種結晶物質前駆体には、例えば、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｐｔ、Ｐｄ等がある。また、特定の物質は、本発明の加工の間に多数の役割を果たすことができる。具体的には、特定の物質は、(1)種結晶物質及び／又は種結晶物質前駆体、及び(2)水素源、として作用することができる。この点に関して、単一又は複合金属水素化物（例、水素化ランタン、水素化タンタル、水素化ランタンニッケル、水素化ジルコニウム、水素化チタン等）は、種物質及び／又は種物質前駆体（例、ランタン、ニッケル、又はそれらの化合物の１種類以上）に加え、ダイヤモンドの生成に有用な水素を供給することができる。特定の金属水素化物の選択は、金属水素化物が分解して構成成分になる加工温度を含む多くの因子に依存する。本発明の好ましい態様において、金属水素化物は本発明の加工温度又はその付近で分解する。この場合、分解した金属水素化物からの水素は、炭素源物質と好適に相互作用することができる。金属水素化物が高過ぎる又は低過ぎる温度で分解すると、水素は、得られる物体の加工及び／又は特性に好ましい影響を与えることができないことがある。また、本発明の特定の面において、局所的又は全体的（即ち、反応容器の内部全体）に水素の雰囲気が望ましいと決定されることがある。特定の場合、金属水素化物が、望ましい反応を達成するに充分な量の水素（例、少なくとも局所的雰囲気）を供給できることがある。しかし、他の場合、金属水素化物は、水素の外部供給源に加えて水素を供給することができる。もう１つの好ましい態様において、ダイヤモンド作成に使用する前記の本発明の方法と同様な仕方で、窒化ホウ素（例、立方晶窒化ホウ素）を作成することができる。固体状態の源物質からの立方晶ＢＮの成長に関して、一般にグラファイト構造で得られるＢＮをダイヤモンド構造にすることができるといった予見は、結晶化学の学術分野に馴染んでいる全ての者に明らかであろう。Van Arkelがこのことを1926年に最初に明言している。また、ゼネラルエレクトリック社の研究チームが1955年に、高圧（＞５０ｋｂ）と高温（＞１０００℃）において、六方晶ＢＮを立方晶ＢＮへ首尾よく転化させている。しかしながら、上記のように、これら従来の技術は多くの欠点が問題とされている。次の例は、本発明の特定の態様を例示するために用意したものであるが、本願の請求の範囲にクレイムした発明を制限するものではない。例１この例は、ＣＶＤ反応器を備えたマイクロ波プラズマを利用し、本発明による最初のダイヤモンド作成法を例証する。上記の説明のように、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅコロイド状グラファイト（ Acheson Product Code No.5300021，Ted Pella社(Tustin，CA)より販売）のサンプルを小さなガラスビーカーに入れ、炭素の出発源物質を調製した。ＡＱＵＡ− ＤＡＧ（商標）Ｅを、約７メガオーム以上の抵抗率を有する脱イオン水で希釈し、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅと水の比を約１：３とした。予め超音波浴中でアセトンにより充分に脱脂し、次いで超音波浴中で脱イオン水により洗浄・乾燥しておいたステンレス鋼のスパチュラを用い、約１０分間手でＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅ／水の混合物を混合した。上記に詳しく説明した種物質を調製するにおいて、先ず、３ｍｌのビンを超音波浴中でアセトンにより充分に脱脂し、次いで超音波浴中で脱イオン水によりビンを洗浄した。この操作を数回繰り返し、最後のメタノール洗浄の後、最終的に高温空気でビンを乾燥した（市販のヘアドライヤーを使用）。洗浄した３ｍｌのガラスビンをミクロ天秤の上に置き、重さ約０．０７５ｇで平均粒子サイズが約３〜６μｍのダイヤモンド粉末のサンプル（South Bay Tech nologyより供給）をガラスビンの中に入れた。次いで約０．５２５ｇの脱イオン水をガラスビンの中に入れ、洗浄しておいた細いワイヤーを用いて手で攪拌し、ダイヤモンドと水とを混合した。ダイヤモンドけがき針を用い、大きなシリコンウェハーより約１ｃｍ×１ｃｍ ×厚さ約０．２ｍｍのシリコン基材を切り出した。シリコン基材は次のようにして洗浄した。約２５ｍｍの高純度アセトンを、きれいな５０ｍｌのＰｙｒｅｘ（商標）ガラスビーカーの中に入れた。きれいな小型ピンセットを用い、シリコン基材をビーカーの中に入れ、アセトン中に沈めた。アセトンとシリコンウェハーを入れたビーカーを、超音波洗浄器の流体を入れた容器の中に配置した。超音波洗浄器の中の流体は水であり、流体を入れた容器の水位がビーカーの上部より下に維持されることを保証するように注意を払った。次いでシリコン基材を４回のアセトン超音波浴洗浄に供し、各々の洗浄後にアセトンを交換した。各々の超音波洗浄は約３分間続けた。４回のアセトン超音波浴洗浄の後、ビーカーを超音波洗浄器から取り出し、アセトンをビーカーから除去した。約７メガオーム以上の抵抗率を有する脱イオン水の約２５ｍｌをビーカーに入れ、浴に脱イオン水を使用した４回の別々な超音波浴洗浄にシリコンウェハーを供し、各々の超音波浴洗浄の後、脱イオン水を交換した。各々の超音波洗浄は約３分間続けた。４回の脱イオン水超音波浴洗浄の後、ビーカーを超音波洗浄器から取り出し、脱イオン水をビーカーから除去した。次いで約２ｍｌの高純度メチルアルコールをビーカーに注ぎ入れ、シリコン基材を約１分間の超音波洗浄に供した。約１分間後、超音波洗浄器からビーカーを取り出し、ビーカーからメチルアルコールを除去した。次いでシリコン基材をビーカーから取り出し、温かい空気を吹きつけて乾燥した（即ち、市販のドライヤーを「低温」に設定）。洗浄・乾燥したシリコン基材を小型ペトリ皿に入れ、ミクロ天秤を使用して秤量し、約０．０７３５ｇのシリコン基材重量を記録した。ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅ／脱イオン水の混合物をきれいな小型スパチュラを用いて再度充分に混合し、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅ／脱イオン水の混合物の１滴（重さ約０．００１７ｇ）を、シリコン基材の１ｃｍ×１ｃｍの１つの面のほぼ中央に落とした。ダイヤモンド粉末／脱イオン水の混合物を再度充分に混合し、きれいな直径１ｍｍのワイヤーを用い、ダイヤモンド粉末／脱イオン水の混合物の非常に小さな１滴（重さ約０．０１１８ｇ）を、両方の混合物が互いに混合できるようにシリコン基材の同じ１ｃｍ×１ｃｍの面のほぼ中央に同じく落とした。適当な混合と、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅ／脱イオン水の混合物とダイヤモンド粉末／脱イオン水の混合物が一緒に平らに広がることを容易にするため、シリコン基材の同じ１ｃｍ×１ｃｍの面のほぼ中央に同じく１滴の脱イオン水を落とした。次いでスパチュラの丸いチップを使用し、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅ／脱イオン水の混合物、ダイヤモンド粉末／脱イオン水の混合物、及び脱イオン水の水滴を手で約４分間徹底的に混合し、次いでシリコン基材の表面上にゆっくり均等に広げ、シリコンの１ｃｍ×１ｃｍの表面の実質的に全てがその混合物で実質的に均等に被覆されるようにした。次いで被覆したシリコン基材を支持するペトリ皿を、室温の空気雰囲気の埃のないキャビネットの中の水平な面の上に配置し、約３時間放置乾燥した。約３時間後、シリコン基材を入れたペトリ皿を埃のないキャビネットから取り出し、約８０℃の大気圧の空気雰囲気のオーブンの中に配置した。約５分間後、ペトリ皿と被覆したシリコン基材を８０℃のオーブンから取り出し、約１５０℃の温度の空気雰囲気の大気圧のオーブンの中に配置した。約５分間後、ペトリ皿と被覆したシリコン基材をオーブンから取り出し、被覆したシリコン基材をミクロ天秤に乗せ、約０．０７８４ｇの重量を記録した。図９は、この例で使用したマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器の大要の図である。表１は、図９に示すマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器の種々の構成成分のリストを表にしたものであり、図９で使用した参照番号がマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器装置の種々の構成成分について参照できる。図９に示すように、マイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器は、マイクロ波キャビティ６の最大強度の場の領域を通過する石英管４を含む。管４には、その両端に真空タイプの金属の多数口アダプター26を施す。多数口の上側端部に、ガスシリンダー15、質量流量コントローラー14、電子制御回路13、高真空ストッパー 28、及びガス入口管３からなるガスフロー（入口）供給制御系25を接続し、下側端部に排気バルブ10、窒素シリンダー９、真空ポンプ11からなる排気系24を接続する。観測及び光高温計２で基材温度を測定するための石英窓１を、石英管４の上部に用意する。石英管４とマイクロ波キャビティ６の周りに水冷ジャケット（図示せず）を用意する。シリコン基材を、石英／ステンレス鋼で支持したグラファイト基材ホルダー８（直径約１８ｍｍで、約０．５ｍｍの突起リムを有し、高品位グラファイトより機械加工）の上に配置し、真空タイプの口から反応器の中の石英管４の底に入れる。特殊なＯリングをジョイント（金属製の多数口アダプター26の内側）に使用し、キャビティ６の中で芯合わせが必要であれば、基材調節12を利用して基材の配置と回転を可能にさせる。キャビティ６のインピーダンスをマイクロ波パワー源に合わせ、キャビティ６をマイクロ波パワー源周波数に同調させるため、それぞれ適当なマイクロ波スタブチューナー18と波ガイド可変チューニングショート７を設置する。キャビティ６の両面に超過カットオフ管27を使用し、反応器からマイクロ波パワーが漏れることを防ぐ。質量流量コントローラー14(MSK Instruments社、Andover，MA)と電子制御回路 13を、ガス入口管３と反応器を流れるガスの流量調節に使用する。反応器の内圧は、反応器と排気ポンプ11の間に装着した排気バルブ10で電気機械的に操作することにより、所定の設定値にほぼ一定に保つ。コーティングしたシリコン基材を、コーティングした面を上に向けて基材ホルダー８の中に配置した。約９０sccmの超高純度水素と１０％メタンと残余が超高純度水素の混合ガスの約１０sccmのガス流量（即ち、全ガス流量は約１００sccm ）を、ガス入口管３を通り、反応器を通るガスとして設定した。約９０トールの反応器圧力に設定した。マイクロ波パワー発生器２１からのマイクロ波パワーを作動し、プラズマ５を発生させ、コーティングしたシリコン基材の温度を約室温から約９９０℃まで約２０分間で昇温した。このガス流量、反応器圧力、及び温度を約６時間維持した。約６時間後、マイクロ波パワーを徐々に約１０分間で下げ、基材の温度を約室温まで放冷し、反応器内の圧力を大気圧に上げ、ガス流量を完全に止めた。次いで基材ホルダーから基材を取り出し、基材のコーティングした面を微焦点のラマンスペクトログラフ(Model ISA RAM U-1000)を用いて分析した。ラマンスペクトログラフの設定条件は次の通りであった：レーザー波長＝５１４．５３２ｍｍ、レーザーパワー＝１５０ｍＷ、スリット＝２００μｍ、増分＝１００ｃｍ^-1、倍率＝４０倍、ＮＢスキャン＝１。基材のコーティング側をラマン分光分析に供し、図２に示すように、サンプルのコーティングから非常に鋭いラマン線が約１３３２ｃｍ^-1に得られた。この値はダイヤモンド結晶のみに対応する。また、スペクトルは、グラファイト状炭素が事実上存在しないことを示した。また、シリコン基材のコーティングした面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）写真を撮影し、図３に示すように、ダイヤモンドコーティングの多結晶形態、純粋な結晶構造、及び良好な核生成密度が観察された。この目的のため、簡便タイプのＳＥＭ（Electroscan ES-30）と高真空タイプのＳＥＭ（ISI DS 130）を使用した。最後に、コーティングをＸ線回折を用いて分析し、Ｘ線回折スペクトルはｄ＝０．２０５６ｎｍ（２．０５６オングストローム）にピークを示し、これはダイヤモンド結晶に対応し、したがって、或る量のダイヤモンド層が基材上に生成したことがさらに確認された。例２外的な等構造種物質（即ち、微細な粉末）をコーティング中に加えない以外は、例１と同じ手順を繰り返した。この比較例において、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅコロイド状グラファイトの出発物質混合物は、図１に示すように、プロセス条件下で全く変化をしなかった。このことは、図４に示すラマンスペクトルでダイヤモンドは生成しておらず、図５に示すＳＥＭ顕微鏡写真によっても証明された。例３次のサンプルは、例１で示したダイヤモンド生成法のさらなるプロセスの改良を例証する。サンプルＡコロイド状グラファイトのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅ（Acheson Colloids社（Port Huron，MI）の製品、製品コード5300021）を出発の炭素源として用いた。数回のアセトン、脱イオン水での洗浄、メタノールでの仕上洗浄、及び乾燥により、ステンレスのスパチュラと一緒に洗浄しておいた３０ｍｌのパイレックス（商標）ガラスビーカーの中に約５ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅを入れた。これら洗浄プロセスの各々の段階において、超音波浴（Geoscience Instruments 社、New York）中で約５分間の超音波攪拌を行った。ステンレス製のスパチュラでＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅをかき混ぜながら、約１５ｍｌの脱イオン水（７メガオーム以上の抵抗率）をパイレックス（商標）ビーカーに加えた。上記のパイレックスビーカーと実質的に同じ仕方で洗浄・乾燥しておいた時計皿を用い、約２μｍのサイズのダイヤモンド種結晶粉末（Warr en DiamondPowder Company社より供給）を約０．２５０ｇ秤量した。このダイヤモンド粉末を、超音波によって約１５分間Ａｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅと混合し、Ａｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅとダイヤモンド種結晶との均一な分散ゾルを作成した。ダイヤモンドけがき針を用い、大きなシリコンウェハーより約１ｃｍ×１ｃｍ×厚さ約０．２ｍｍのシリコン基材を切り出した。例１と実質的に同じ仕方で基材を徹底的に洗浄・乾燥し、その後きれいなペトリ皿の中に入れた。シリコンウェハーを支持するペトリ皿を水平な表面上に保持し、新たに超音波処理したＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅ／ダイヤモンド種結晶の２つの液滴を、シリコン基材の１ｃｍ×１ｃｍの１つの面の中央に落とした。ステンレスのスパチュラとペトリ皿のシーソー式の傾斜を利用し、ゾルをシリコン基材の１ｃｍ×１ｃｍの１つの面の上に均一にコーティングした。このコーティングを、例１と同様にして、先ず埃のないキャビネット中にて室温で、次に８０℃で乾燥した。例１で詳しく説明し、図９に示したマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器を、この例で使用した。乾燥ゾルでコーティングしたシリコン基材を、石英／ステンレス鋼のロッド１２の上に装着した基材ホルダー８の上に置き、それらを石英管反応器の中の底に装入した。しっかりした真空シールのために、多数口の金属製アダプター２６を適正にクランプした。最初に、基材ホルダー８を、マイクロ波キャビティ６の約１ｃｍ下のレベルに保った。排気バルブ１０を開け、反応器を通る約９０sccmの高純度水素のガス流量を設定した。圧力を調節して約０．１トールから約２０トールに上げ、マイクロ波パワーのスイッチを入れ、反応器の中にプラズマを形成した。圧力を約９０トールに上げ、基材ホルダーをマイクロ波キャビティのレベルまで、徐々に約１０分間で持ち上げた。発生器21からのマイクロ波パワーレベル、チューナー18、及び同調ショート７を同時に調節し、プラズマを基材／基材ホルダーに均一に制限し、光高温計２に表示される基材の温度を約９５０℃に調節した。送り／反射パワーメーター19に示される反射マイクロ波パワーを、これらの微調節のために最小値に下げた。この時点で、約１０％のメタンと残余超高純度水素からなるガスの流れを約１０sccmの流量で導き、水素中の約１％の正味のメタン濃度と約１００sccmの全ガス流量とした。スタブチューナー18、同調ショート７、マイクロ波パワーをさらに細かく同調し、基材において約９００℃の指示温度とした。これらガス圧力、ガス流量、及び基材の温度を約６時間維持した。次いでマイクロ波パワーを徐々に落とし、約５分間でゼロにし、装置を約室温まで放冷した。メタン供給を止めた。約２０分間後、反応器に空気を入れ、基材をホルダーから取り出し、例１に説明したような光学的顕微鏡検査、ＳＥＭ、ＸＲＤ）ラマンスペクトル特性の評価に供した。ＳＥＭ写真、Ｘ線回折パターン、ラマンスペクトルはいずれもシリコン基材上の多結晶ダイヤモンドの存在を示した。具体的には、図２３は、このサンプルの得られた物質の約６２０倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。図２４は、このサンプルの得られた物質の粉末Ｘ線回折パターンである。図２５は、このサンプルの得られた物質のラマンスペクトルである。サンプルＢメタンを反応器に導入しない以外はサンプルＡについて示した過程を実質的に繰り返した。合計で約１００sccmの超高純度水素ガス流量を反応の間中で維持した。例１と同様に、ＳＥＭ写真、Ｘ線回折パターン、ラマンスペクトルを採取し、シリコン基材上の多結晶ダイヤモンドの生成を確認した。例４この例は、例３のサンプルＡとＢに示したプロセスパラメーターの多くの変数を系統的に変化させ、依然として本発明のダイヤモンド生成に結びつくことができることを示す。表２は、本発明にしたがってダイヤモンドを生成した、種々の変化させたプロセス条件と種々の物質を示す。次の選択の例示サンプルは、多くの可能なパラメーターの変化の一部を示す。サンプルＡこの例は、ポリマー、具体的には固体炭素源の非ガス出発物質前駆体としてのフェノールホルムアルデヒド樹脂の使用方法を例証する。先ず、このポリマーを窒素雰囲気中で約５００℃にて約１０時間加熱し、ガラス状の炭素前駆体を得た。このガラス状炭素前駆体の約０．５ｇに、平均粒子サイズが約≦１μｐｍのダイヤモンド種結晶（Johnson Mattheyより供給）の約０．０２５ｇを混ぜた。約４ｍｌの脱イオン水と約１ｍｌのエタノールを含む溶液をガラス状炭素前駆体／ダイヤモンド種結晶の混合物に添加した。この２相（diphasic）の混合物を約３分間の超音波処理により分散させた。厚さ約２ｃｍのきれいなシリコン基材（例１で示したと同様にして調製）の１ｃｍ ×１ｃｍの面の上に、この２相のゾルを数滴を広げ、層を作成し、空気雰囲気のオーブンの中で約８０℃で数時間乾燥した。例３で用いたと基本的に同じ方法を使用し、サンプルＡの処理を行った。良好なラマンとＸＲＤのデータがダイヤモンド生成を証明した。サンプルＢ市販のグラッシーカーボン源物質（東海カーボン社より入手、グレードGC-20 ）の約０．５ｇに、平均粒子サイズが約≦１μｍのダイヤモンド種結晶（Johnso n Mattheyより購入）の約０．０２５ｇを乳鉢と乳棒を使って混ぜた。混合物を全てきれいなガラス試験管に移した。約２ｍｌの脱イオン水、約２ｍｌの水酸化アンモニウム、及び約１ｍｌのエタノールを含む溶媒混合液をグラッシーカーボン／ダイヤモンド種結晶の混合物に添加した。次いで約３分間超音波浴を用い、その混合物を分散させた。約２滴のゾルを、約１ｃｍ×１ｃｍのシリコン基材（例１と実質的に同じにして調製・洗浄）の１つの面の上に落とし、その上に均等に広げて（例１と同様にして）層を形成し、空気雰囲気のオーブン中で約８０℃ にて約２時間そのシリコン基材を乾燥した。サンプルＢについてダイヤモンドを作成するため、例３で用いたと基本的に同じ方法を使用した。良好なラマンとＸＲＤのデータが得られ、ダイヤモンド種結晶入りグラッシーカーボンがダイヤモンドに転化したことを証明した。サンプルＣ約４ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイト（Acheson Coll oids社）を含む炭素源物質を、５０ｍｌのナルゲネ（商標）ビーカー（Fisher S cientificより購入）に入れた。平均粒子サイズが約≦１μｍのダイヤモンド種結晶（Johnson Mattheyより購入）の約０．０５ｇをナルゲネ（商標）ビーカーに加えた。抵抗率約４メガオームを有する脱イオン水の約１０ｍｌをナルゲネ（商標）ビーカーに加え、予め脱イオン水で徹底的に洗浄して約１００℃の空気雰囲気のオーブンで乾燥しておいたステンレス製のスパチュラを用い、ビーカーの内容物を攪拌した。次いで２相ゾルを形成する粒子を分散させるため、ナルゲネ（Nalgene）ビーカーの内容物を約３分間超音波処理に供した。約１ｃｍ×１ｃｍのシリコン基材（例１と実質的に同様にして調製・洗浄）の１つの面にこの溶液を２滴落とし、その上に均一に広げ（例１と同様にして）、層を形成し、その基材を約８０℃に保ったオーブンで約２時間乾燥した。２相ゾルでコーティングしたシリコン基材をグラファイト板の上に置き、Ａｓｔｅｘシステムのマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器（Applied Science and Technology社、Woburn， MAより購入）の中に入れた。グラファイト板の温度を約４００℃に維持し、プロセス時間を約２０時間とした以外は例９に示したと同じ操作を繰り返した。良好なラマンとＸＲＤのデータがダイヤモンドに転化したことを証明した。サンプルＤ約４ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイト（Acheson Coll oids社）を含む炭素源物質を、５０ｍｌのナルゲネビーカー（Fisher Scientifi cより購入）に入れた。平均粒子サイズが約≦１μｍのダイヤモンド種結晶（Joh nson Mattheyより購入）の約０．０５ｇをナルゲネビーカーに加えた。抵抗率約４メガオームを有する脱イオン水の約１０ｍｌをナルゲネビーカーに加え、予め脱イオン水で徹底的に洗浄して約１００℃の空気雰囲気のオーブンで乾燥しておいたステンレス製のスパチュラを用い、ビーカーの内容物を攪拌した。次いで２相ゾルを形成する粒子を分散させるため、ナルゲネ（Nalgene）ビーカーの内容物を約３分間超音波処理に供した。溶液を空気雰囲気オーブン中で約８０℃にて終夜で乾燥した。２相の乾燥したゲル粉末をビーカーから取り出し、乳鉢と乳棒を使って潰した。次いで粉末を厚さ約２ｍｍ×直径約１０ｍｍのペレットに圧密化した。１つのペレットを図９に示すマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器システムのグラファイトホルダーの上に置いた。例３のサンプルＢと実質的に同じ加工過程を用い、ただし約１５００℃のサンプル温度に約２４時間維持し、約２５０トールの圧力に維持した。良好なラマンとＸＲＤのデータがダイヤモンドに転化したことを証明した。サンプルＥ例３のサンプルＡとＢで記した両方のプロセスを繰り返し、ただし種物質としてのダイヤモンドの代わりに、非常に細かい粉末のニッケル、銅、モリブデン、白金、及びパラジウムを種物質及び／又は種物質前駆体として使用した。ＳＥＭ、ラマン、ＸＲＤ評価によってダイヤモンド結晶の良好な生成が確認された。図２６〜２８は、ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅコロイド状グラファイトを含む炭素源物質と組み合わせた、種結晶としてのそれぞれ銅、ニッケル、モリブデン粉末を使用して作成した物質の代表的なＳＥＭ顕微鏡写真である。これら顕微鏡写真はそれぞれ７５０倍、１５００倍、５００倍の倍率で撮影した。サンプルＦ例３のサンプルＢで記したプロセスを繰り返し、ただし種物質としてのダイヤモンドの代わりに、約１μｍの平均粒子径を有する微細な約０．０５ｇのβ−ＳｉＣ（立方晶）（Johnson Mattheyより購入）を種物質として使用した。このβ −ＳｉＣを５ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイトと混合した。処理した基材はダイヤモンド結晶への良好な転化を示した。サンプルＧ例３のサンプルＡで記したプロセスを繰り返し、ただし超高純度のＨ₂の代わりに超高純度の水素とメタン、約８０％のＨ₂Ｏと約２０％のＣＨ₃ＯＨを含む蒸気を使用した。加工した基材は、ＳＥＭ）ラマン、ＸＲＤの評価が示すように、ダイヤモンド結晶への良好な転化を示した。例５平均粒子径が約２μｍのダイヤモンド微粉末（Warren Diamond Powder社）を約１０重量％含む種物質を、カーボンブラック源物質と約０．５重量％のＰＶＡバインダーとに徹底的に混合し、ペーストを作成した。このペーストを約８０℃ の空気雰囲気のオーブンで約２時間乾燥し、次いで約１３０℃で約１０分間乾燥し、ダイの中でプレスして、約６．３５ｍｍ（１／４インチ）の直径と約３．１８ｍｍ（１／８インチ）の厚さを有する小さな正確な円筒を作成した。また、ペーストを厚さ約２ｍｍのタブレットにプレスした。１つのタブレットを削って約２ｍｍ×２ｍｍ×２ｍｍのダイ（サイコロ）を作成した。ダイ、タブレット、円筒を、図９に示すようなマイクロ波反応器のプラズマゾーンの中にゆっくり持ち上げた（約１時間で）。このことは、全ての流体と高分子バインダーをゆっくり燃焼除去させた。サンプルを約９５０℃で約１０時間反応させ、他の全ての反応条件は例１の記載と実質的に同じとした。冷却した後、サンプルをＸＲＤ、ラマン、ＳＥＭで評価した。サンプルは、数μｍの大きさの結晶のほぼ純粋なダイヤモンドに実質的に転化していた。例６この例は、マイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器を使用した本発明による別なダイヤモンド作成方法を例証する。次の物質を１２５ｍｌのガラスビーカーに加えた：平均粒子サイズ約３０ｎｍの約１．８ｇの炭素粉末源物質（VULCAN XC-72R、キャボット社、Boston，MA）、平均粒子サイズ約１μｍ未満のダイヤモンド種物質を約０．２ｇ(Johnson Mat they，Ward Hill，MA)、約７０体積％の1,1,1,トリクロロエタンと約３０体積％の２−プロパノール（Aldridge，Milwaukee，MI、純度９９％以上）の混合溶媒を約５０ｍｌ。次いで予め脱イオン水で充分に洗浄・乾燥しておいたガラス棒を用いて手でビーカーの内容物をかき混ぜた。約０．１ｇのバインダー（Du Pont 5200）をガラスビーカーに加えた。ガラスビーカーとその内容物を、約２分間超音波浴（Ultrasonics，L&R Manufacturing社、Kearny，NJ）に供した。各々約１ｃｍ×１ｃｍ×厚さ０．０２ｃｍのモリブデン基材とシリコン基材を次の仕方で洗浄した。５０ｍｌの２つのパイレックスガラスビーカーを水で次いでアセトンで充分に洗い、約１００℃の空気雰囲気オーブン中で約３時間乾燥した。次いで約５０ｍｌの高純度アセトンを各々のパイレックスガラスビーカーに入れた。きれいな小型ピンセットを用い、各々の基材をそれぞれのビーカーに入れ、アセトンの中に沈めた。アセトンと基材を入れたビーカーを超音波浴の中に約３分間入れた。約３分間後、ガラスビーカーを超音波浴から取り出し、各々のビーカーからアセトンを除去した。約２０ｍｌのイソプロパノールを各々のビーカーに入れ、基材をイソプロパノールの中に沈めた。イソプロパノールと基材を入れたビーカーを超音波浴の中に約３分間入れた。次いでビーカーを超音波浴から取り出し、基材をビーカーから取り出し、約室温で乾燥した。炭素源／ダイヤモンド種結晶の混合物の数ｍｌを、使い捨てのプラスチック移液ピペット（Aldridge，Milwaukee，MI）を用いて１２５ｍｌのビーカーより取り出した。炭素／ダイヤモンド種結晶の混合物の２滴（即ち、約０．２ｍｌ）を、約１．０ｃｍ×１．０ｃｍの各々の基材の１つの面のほぼ中央に落とした。次いで、各々の基材の１．０ｃｍ×１．０ｃｍの実質的に全体に炭素源／ダイヤモンド種結晶の混合物が広がるように、各々の基材を全部の方向に少し傾けた。空気雰囲気オーブン中の温度を１００℃に設定し、各々の基材をそのオーブンの中に入れ、実質的に完全に乾燥させた。例１で説明したと同じ、図９に示したマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器をこの例で使用した。コーティングしたシリコン基材を、コーティングした面を上にして基材ホルダーの中に配置した。マイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器を通過する超高純度水素の約８０sccmと、メタン１０％で残余超高純度水素の混合ガスの約２０sccm のガス流量（即ち、全体で約１００sccmのガス流量）を設定した。約９０トールの反応器圧力を設定した。マイクロ波パワーを入れ、シリコン基材の温度を約室温から約２０分間で約９７５℃まで昇温し、プラズマを発生させた。このガス流量、反応器圧力、温度を約５時間維持した。約５時間後、マイクロ波パワーを約１０分間で徐々に下げ、次いで止めた。基材は約室温まで放冷した。反応器の内圧を大気圧まで上げ、ガスの流れを完全に止めた。シリコン基材を基材ホルダーから取り出した。コーティングしたモリブデン基材は、前記のコーティングしたシリコン基材と実質的に同じ反応条件に供した。ラマン分光分析（ISA RAM U-1000）の調節設定は次の通りとした：レーザー波長＝５１４．５３２ｎｍ、レーザーパワー＝４０ｍＷ）、スリット＝２００μｍ、増分＝１．００ｃｍ^-1、倍率＝４０倍、ＮＢスキャン＝１。各々のコーティングした面をラマン分光分析に供し、約１３３２ｃｍ^-1に非常に鋭いラマン線が、各々のサンプルのコーティングから得られた。この値はダイヤモンド結晶のみに対応する。また、そのスペクトルは残存した一部の六方晶グラファイト炭素の存在を示した。シリコンとモリブデンの基材上のサンプルのラマンスペクトルを、それぞれ図１０と図１１に示す。また、シリコンとモリブデンの基材の表面を撮影した走査型電子顕微鏡写真を、それぞれ図１２と１３に示す。図１２と１３は、ダイヤモンドコーティングの多結晶形態、純粋な結晶構造、良好な核生成密度を示す。簡便なＳＥＭ（electr onscan ES-30）と高真空タイプのＳＥＭ（ISI DS 130）をこの目的に使用した。最後に、コーティングをＸ線回折によって分析し、そのＸ線回折パターンはｄ＝０．２０５６ｎｍ（２．０５８Å）にピークを示し、これはダイヤモンド結晶に対応し、したがって各々の基材上に或る量のダイヤモンド層が生成したことがさらに確認された。例７この例は、本発明によるダイヤモンド生成の別な方法を例証する。具体的には、この例は、水素／酸素火炎技術を利用する。約０．６４ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイト炭素源物質（Ted Pella社より購入、Tustin，CA）を５０ｍｌのナルゲネ（商標）プラスチックビーカー（Fisher Scientific，Pittsburgh，PA）の中に入れた。平均粒子サイズが約１μｍ未満のダイヤモンド種結晶（Johnson Mattheyより購入）の約０．０２５ｇと、約１０ｍｌの脱イオン水をナルゲネプラスチックビーカーに加えた。予め脱イオン水で徹底的に洗浄して約１００℃の空気雰囲気のオーブンで乾燥しておいたステンレス製のスパチュラを用い、ビーカーの内容物を手で混ぜ合わせた。ＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅ源物質／ダイヤモンド種結晶溶液をいれたナルゲネプラスチックビーカーを約３分間超音波浴に供し、粒子を充分に分散させ、２相溶液を形成させた。２０重量％のポリビニルアルコールバインダー（PolySciences社、Warrington ，PA）の約３滴（重さ約０．２１ｇ）をガラス試験管に加えた。バインダーは、約３ｍｌの脱イオン水を加え、試験管を超音波浴に入れ、ガラス試験管とその内容物を超音波浴に約３分間供することにより溶解させた。約２分間後、試験管を超音波浴から取り出し、試験管の内容物を、ナルゲネプラスチックビーカーに入れたＡＱＵＡ−ＤＡＧ（商標）Ｅ源物質／ダイヤモンド種結晶の２相溶液に添加した。次いでナルゲネプラスチックビーカーとその内容物を超音波浴に約２分間供した。約２分間後、ナルゲネプラスチックビーカーを超音波浴から取り出し、２相溶液をガラスビーカーに移した。ガラスビーカーとその内容物を約１００℃ の空気雰囲気オーブンに約２時間入れた。約２時間後の２相溶液が完全に乾燥する前に、ガラスビーカーをオーブンから取り出し、ほぼ球形の平均直径約１〜２ｍｍの小さなボールを２相混合物から手で作成した。次いでほぼ球形のボールをきれいなペトリ皿に入れ、その球形ボールを入れたペトリ皿を、球形ボールを実質的に完全に乾かすために１００℃の空気雰囲気オーブンの中に約３時間入れた。球形ボールを収めるキャビティを作成するため、直径約１ｃｍ×深さ約０．２ｃｍのキャビティを、１個の高品位グラファイトより機械加工した。全部で６つの球形ボールをキャビティの中に入れ、Ｈ₂／Ｏ₂の混合ガスを用い、バーナー管の中に火炎を発生させた。Ｈ₂／Ｏ₂の比は、火炎が球形ボールをキャビティの外に追い出さないように調節した。火炎をキャビティの方に向け、火炎の中の青い部分が球形ボールの上に集中するようにした。球形ボールが白色の高温になったことが認められた。球形ボールを火炎に約３分間曝した後、火炎を球形ボールから外した。球形ボールを室温まで放冷し、その後メノウの乳鉢と乳棒で粉砕した。次いで粉砕した球形ボールを粉末Ｘ線回折に供し、その結果を図１４に示す。図１４は、グラファイトのピークと別に、ダイヤモンド相の生成を示している。図１５は、上記の火炎処理に供する前の、球形ボールの粉末Ｘ線回折解析の結果を示す。図１５に示されているように、火炎処理の前の球形ボールの粉末Ｘ線回折パターンはグラファイトのピークのみを示している。図１６ａと１６ｂは、上記の火炎処理の後の球形ボールの走査型電子顕微鏡写真の結果を示す。簡便なＳＥＭ（electronscan ES-30）をこの目的に使用した。例８ダイヤモンド微粉末（Johnson Mattheyより購入、平均粒子径≦１ μｍ）を約５％（重量の固体）を含む種物質を、Ａｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイト炭素源物質に添加し、その中に分散させた。この混合物をシリコンウェハー（例１に記載したと実質的におなじにして調節・洗浄）の上にスパチュラで広げ、ほぼ室温のデシケーター中で約１２時間ほぼ完全に放置乾燥した。次いでコーティングしたウェハーを標準的なＡｓｔｅｘ反応器（例９で記載）の中に導入した。反応器を約０．００１トール（ｍｍＨｇ）まで排気し、次いで超高純度水素ガスを用いて約２０トールまで圧力を上げた。反応器を通る、約９９％の超高純度水素ガスと約１％のメタンからなる約１００sccmのガスの流量を設定した。マイクロ波パワー発生器からのマイクロ波パワーを同調させ、グラファイト基材の温度を約室温から約９５０℃の温度まで高めた。マイクロ波パワー発生器を同調させ、反応チャンバーの中でプラズマを発生させ、コーティングしたウェハーをプラズマの中にゆっくり移動した。約時間の反応の後、反応器からウェハーを取り出し、光学鏡検法、ＳＥＭ、ラマン分光分析により評価した。生成した物体は約２５１の厚さで、図６のＳＥＭ顕微鏡写真、図８のラマンパターンに示すように、ほぼ完全にダイヤモンドに転化していた。上記の過程を繰り返し、連続的に付加した２５１（最終的なダイヤモンドの厚さ）の層を作成し、このようにして厚めの自立式皮膜を形成した。例９この例は、本発明の方法によるダイヤモンド繊維の作成法を例証する。先ず、約４ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイト（Acheso n Colloids社）を含む炭素源物質を、５０ｍｌのナルゲネビーカー（Fisher Scientificより購入）に入れた。平均粒子サイズが約≦ １μｍのダイヤモンド種結晶（Johnson Mattheyより購入）の約０．０５ｇと、約１０６μｍ以下の直径のニッケル粒子（Johnson Mattheyより購入、Ward Hill ，MA）の約０．１ｇを含む第２の種物質をナルゲネ（商標）ビーカーに添加し、約４メガオームの抵抗率を有する１０ｍｌの脱イオン水をナルゲネビーカーに添加し、そのビーカーの内容物を、脱イオン水で充分に洗浄して約１００℃で乾燥しておいたステンレスのスパチュラを用いて混合した。次いで、粒子を分散して３相液を形成するため、超音波浴にナルゲネビーカーの内容物を３分間供した。長さ約２５．４ｍｍ（１インチ）、平均繊維径約１０μｍ、重さ約０．０００４ｇの炭素繊維（米国海軍省より入手、品名Type AS412K）の小さな束を含む第２の炭素源物質を、各々の炭素繊維のほぼ全表面が３相液でコーティングされるように液の中に浸した。次いでコーティングした繊維を終夜で室温にて乾燥した。直径約２５．４ｍｍ（１インチ）×長さ約９．５３ｍｍ（３／８インチ）の窒化ホウ素ロッド（Union Carbideより購入、Cleveland， OH）に直径約３．１８ｍｍ（１／８インチ）の円柱状の穴を機械加工し、コーティングした繊維を支持するための窒化ホウ素ホルダーを調製した。繊維の乾燥した束を円柱状の穴の中に配置し、窒化ホウ素ホルダーをグラファイト板の上に置いた。グラファイト板と、繊維束を入れた窒化ホウ素ホルダーを、Astex Systemマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器（Applied Science & Technology社より購入、Woburn，MA）の反応チャンバーの中に入れた。図２９は、この例で使用したAstex Systemマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器の大要の図である。表３は、図２９に示すAstexSystemの各種構成成分をリストを表示したものであり、図２９で用いた参照番号をAstex Systemの各種構成成分に対応して示している。反応器60を約０．００１トール（ｍｍＨｇ）まで排気し、次いで超高純度水素ガスを用いて約２０トールまで圧力を上げた。反応器60への水素ガス流量を約１００sccmに設定した。マイクロ波パワー源52からのマイクロ波パワーを同調し、グラファイト基材62の温度を約室温から約８００℃まで昇温した。マイクロ波パワー源５２を同調し、反応チャンバー60の中にプラズマ61を発生させた。このガス流量、圧力、温度を約２０時間維持した。約２０時間後、マイクロ波パワーを徐々に下げ、次いで止めた。基材温度を約室温まで下げ、反応器内の圧力を大気圧まで上げ、ガスの流れを完全に止めた。グラファイト板、窒化ホウ素ホルダー、繊維の束を取り出し、繊維を窒化ホウ素ホルダーから取り出した。ラマン分光分析（Model ISA RAM U-1000）を用いてその繊維を解析した。ラマン分光分析器の調節設定は次の通りとした：レーザー波長＝５１４．５３２ｎｍ、レーザーパワー＝２００ｍＷ、スリット＝２００μｍ、増分＝１．００ｃｍ^-1 、倍率＝４０倍、ＮＢスキャン＝１。繊維をラマン分光分析に供し、約１３２５ｃｍ^-1に非常に鋭いラマン線が得られ、これはダイヤモンド結晶のみに対応する。ＳＥＭ１本の繊維を６０４倍で撮影した顕微鏡写真を図３０に示す。プラズマに暴露されていた部分の繊維がダイヤモンドに転化し、その他は転化していないことを示している。転化した部分のラマンスペクトルを図３１に示す。例１０この例は、本発明の方法によるダイヤモンド繊維の作成方法を例証する。約０．６６ｇの硝酸ニッケル６水和物（Ni(NO₃)₂.6H₂O）（AldrichChemical社より購入）を約１ｍｌの脱イオン水に溶かした。長さ約２５．４ｍｍ（１インチ）、平均繊維径約１０ｐｍの炭素繊維（米国海軍省より入手、品名Type AS412K ）の小さな束を含む炭素源物質をその溶液に浸し、各々の炭素繊維のほぼ全表面がその溶液でコーティングされるように液の中に浸した。次いでコーティングした繊維を終夜で室温にて乾燥した。直径約２５．４ｍｍ（１インチ）×長さ約９．５３ｍｍ（３／８インチ）の窒化ホウ素ロッド（Union Carbideより購入、Cleveland，OH）に直径約３．１８ｍｍ（１／８インチ）の円柱状の穴を機械加工し、コーティングした繊維を支持するための窒化ホウ素ホルダーを調製した。繊維の乾燥した束を円柱状の穴の中に配置し、窒化ホウ素ホルダーをグラファイト板の上に置いた。グラファイト板と、繊維束を入れた窒化ホウ素ホルダーを、Astex Systemマイクロ波プラズマ利用化学蒸着反応器（Applied Science & Technology社より購入、Woburn，MA）の反応チャンバーの中に入れた。反応器を約０．００１トール（ｍｍＨｇ）まで排気し、次いで超高純度水素ガスを用いて約２０トールまで圧力を上げた。グラファイト板の温度を約５００℃ まで上げ、この温度を約５時間保った。約５時間後、温度を約８８０℃まで上げた。反応器への水素ガスの流れを約１００sccmに設定した。マイクロ波パワー発生器からのマイクロ波パワーを入れ、同調して反応器チャンバーにプラズマを発生させた。このガス流量、圧力、温度を約２０時間維持した。約２０時間後、マイクロ波パワーを徐々に下げ、次いで止めた。基材温度を約室温まで下げ、反応器内の圧力を大気圧まで上げ、ガスの流れを完全に止めた。グラファイト板、窒化ホウ素ホルダー、繊維の束を取り出し、繊維を窒化ホウ素ホルダーから取り出した。図１７は、この例の繊維の１本の約２４０倍のＳＥＭ顕微鏡写真である。例１１この例は、本発明の方法によるダイヤモンド繊維の作成方法を例証する。約１０６μｍ以下の直径を有するニッケル粉末（−１２０メッシュ）（Johnso n Mattheyより購入、Ward Hill，MA）の０．０５ｇを含む種物質と、約２ｍｌの脱イオン水を５０ｍｌのナルゲネ（商標）ビーカー（Fisher Scientificより購入）に入れた。そのビーカーと内容物を超音波浴に約３分間供することにより、ニッケル粉末を分散させた。長さ約２５．４ｍｍ（１インチ）、平均繊維径約１０μｍの炭素繊維（米国海軍省より入手、品名Type AS412K）の小さな束を含む炭素源物質をそのゾルに浸し、各々の炭素繊維のほぼ全表面がニッケルゾルでコーティングされるようにゾルの中に浸した。次いでコーティングした繊維を終夜で室温にて乾燥した。例９と実質的に同じ手順を繰り返し、ただし反応温度は約９００℃、反応時間は約２２時間とした。繊維をラマン分光分析に供し、図１８に示すように、約１３３３ｃｍ^-1に非常に鋭いラマン線が得られた。図１９は、この例で作成した繊維サンプルを約３５３倍で撮影したＳＥＭ顕微鏡写真である。例１２この例は、本発明の方法によるダイヤモンド繊維の作成方法を例証する。先ず、約４ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイト（Acheso n Colloids社）を含む炭素源物質を、５０ｍｌのナルゲネビーカー（Fisher Sci entificより購入）に入れた。平均粒子サイズが＜１μｍのダイヤモンド種結晶（Johnson Mattheyより購入）の約０．０５ｇをナルゲネビーカーに入れた。約４メガオームの抵抗率を有する１０ｍｌの脱イオン水をナルゲネビーカーに添加し、そのビーカーの内容物を、脱イオン水で充分に洗浄して約１００℃で乾燥しておいたステンレスのスパチュラを用いて混合した。次いで、粒子を分散して２相液を形成するため、超音波浴にナルゲネビーカーの内容物を３分間供した。長さ約２５．４ｍｍ（１インチ）、平均繊維径約１０μｍ、重さ約０．０００４ｇの炭素繊維（米国海軍省より入手、品名Type AS412K）の小さな束を含む第２の炭素源物質を、各々の炭素繊維のほぼ全表面が２相液でコーティングされるように液の中に浸した。次いでコーティングした繊維を終夜で室温にて乾燥した。例９と実質的に同じ手順を繰り返し、ただし反応温度は約９００ ℃、反応時間は約２２時間とした。ラマン分光分析（Model ISA RAM U-1000）を用いてその繊維を評価した。ラマン分光分析器の調節設定は次の通りとした：レーザー波長＝５１４．５３２ｎｍ、レーザーパワー＝２００ｍＷ）スリット＝２００ｐｍ、増分＝１．００ｃｍ^-1 、倍率＝４０倍、ＮＢスキャン＝１。繊維をラマン分光分析に供し、約１３２５ｃｍ^-1に非常に鋭いラマン線が得られ、これはダイヤモンド結晶のみに対応する。図２０は、この例で作成した物質のラマンスペクトルである。図２１と２２は、この例で作成した繊維のそれぞれ約３４７倍、４９０倍で撮影したＳＥＭ顕微鏡写真である。例１３この例は、本発明の方法によるダイヤモンド繊維の作成方法を例証する。約０．０３ｇのダイヤモンド粉末を含む種物質と約２ｍｌの脱イオン水を、５０ｍｌのナルゲネビーカー（Fisher Scientificより購入）に入れた。ビーカーとその内容物を超音波浴に３分間供することにより、ダイヤモンド粉末を分散させた。長さが各々約２５．４ｍｍ（１インチ）、平均繊維径約１０μｍの炭素繊維（米国海軍省より入手、品名Type AS412K）の小さな束を、各々の炭素繊維のほぼ全表面がゾルでコーティングされるように液の中に浸した。次いでコーティングした繊維を終夜で室温にて乾燥した。例９と実質的に同じ手順を使用した。ラマン分光分析（Model ISA RAM U-1000）を用いてその繊維を評価した。ラマン分光分析器の調節設定は次の通りとした：レーザー波長＝５１４．５３２ｎｍ、レーザーパワー＝２００ｍＷ、スリット＝２００μｍ、増分＝１．００ｃｍ^-1、倍率＝４０倍、ＮＢスキャン＝１。繊維をラマン分光分析に供し、約１３３５ｃｍ^-1に非常に鋭いラマン線が得られた。例１４図３２は、この例で使用した高温フィラメントタイプのダイヤモンド堆積／転化装置の大要の図である。表４は、図３２に示す装置の各種構成成分をリストを表示したものであり、図３２で用いた参照番号をAstex Systemの各種構成成分に対応して示している。高温フィラメントタイプのダイヤモンド堆積／転化装置において、活性種は水素と含炭素ガス（この例ではメタンであり、この例では固体炭素源物質と併用する）を非常に高温（約２０００℃付近）のフィラメント構造体に接触させることにより生成する。基材物質と、ダイヤモンド種結晶、金属又は非金属の種結晶粉末により種結晶を添加した種々のタイプの乾燥したゾルの炭素源を高温フィラメントの非常に近隣に維持し、活性種と相互作用させ、ダイヤモンド結晶を生成させた。図３２に関して、高温フィラメント反応器装置は、高周波（450kHz）パワー発生器（10kW）109に接続した高周波（R.F.）コイル105によって高周波誘導加熱される円形ガーゼの形態の浸炭タンタルワイヤーヒーター106を含む。コイル105は、石英管反応器104の外のタンタルワイヤーヒーターグリッド106の近くに配置する。シリコン基材物質を、例３のサンプルＡに記載したと実質的に同様にして調製した。基材を基材ホルダーの上に置き、反応管104の中に持ち上げ、高温フィラメント106の約１ｃｍ下に保った。１％のメタンを含む超高純度水素ガスを使用し、反応器に流れるガス流量を約２００sccmに、圧力を約３０トールに設定した。流量と圧力の自動コントローラーにより、その流量と圧力を維持した。高周波発生器109からの高周波パワーを調節し、光高温計103の指示でタンタルフィラメントグリッド106の温度を約２２００℃に設定した。また、高周波コイル105の位置は、基材ホルダーの孔を通して基材の底に取り付けた熱電対111 の指示で約９５０℃の基材温度になるように調節した。例１５この例は、非プラズマ利用転化による内部原子水素源を使用したダイヤモンドの作成方法を例証する。具体的には、約５ｇのＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅコロイド状グラファイト（ Acheson Colloids社、MI）を含む炭素源物質を、きれいな３０ｍｌのパイレックスガラスビーカーに秤量した。このＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅに、約０．２５ｇのダイヤモンド粉末（粒子サイズ約２μｍ、Warren Diamond Powder Co．社より供給のType 300S）を含む種物質を添加した。きれいなステンレス製スパチュラでこれらを混ぜながら、約１５ｍｌの脱イオン水を添加した。この混合物に、超音波浴（Geoscience Instruments社、NY）中での約１５分間の超音波攪拌に供した。この２相ゾルをきれいなガラスペトリ皿に注ぎ入れた。ペトリ皿を８０℃ に保った空気雰囲気のオーブンに約２時間保持し、次いで約１３０℃に保った空気雰囲気のオーブンに約１０分間保持し、ゾルをほぼ完全に乾燥した。ダイヤモンド粉末で種結晶を添加したＡｑｕａ−Ｄａｇ（商標）Ｅ源物質のフレークを、次いで約３８μｍ以下（４００メッシュ未満）の直径の微粉末に粉砕した。この粉末の２ｇを、ほぼ同重量の水素化ジルコニウム粉末（−３２５メッシュ、直径約４５μｍ以下、９９％、Alfa，Johnson Matthey Catalog Company 社，MAより供給）と混合した。この粉末をボールミルに２時間供し、均一な混合物とし、次いでステンレス鋼のダイを用い、約６．９×１０⁵Ｐａの圧力でプレスし、直径約６．３５ｍｍ（１／４インチ）のタブレットにした。そのタブレットの２個を、直径約２．４５ｃｍ×高さ約２ｃｍの小型グラファイト坩堝に入れ、グラファイトの蓋をした。次いでタブレットを少量の水素化ジルコニウム粉末で覆った。坩堝の上部に幅１ｍｍ×深さ１ｍｍの６本の溝を用意し、蓋で覆ったときでもゆっくりした拡散でガスが坩堝を出入りできるようにした。図７に示すように、アルミナボートの中に坩堝202を入れ、直径約２インチのアルミナ管状炉205（Lindberg社より供給）の中央にアルミナボートを配置した。管状炉の端部は、Ｏリングとさらにガスの出入りのための直径１ｃｍの管を備えた金属製アダプターで閉じた。炉の入口200は、正確なフロート弁を通して超高純度水素ガスシリンダーに接続した。炉の出口管206は、噴水装置を通して排気フードに接続した。内部の空気を実質的に完全に置換するため、超高純度水素を管状炉205に約２０分間流した後、炉へのパワースイッチを入れた。炉温度を約室温から約８５０℃まで約３時間で上げた。次いで温度を約９３５℃まで約３時間で上げた。約９３５℃に達した後、約９４５℃まで約２４時間で上げ、次いで約９７０℃まで約６時間で上げた。次いで炉温度を約１１００℃まで上げ、次いで約室温まで約８時間で冷やした。水素の流量をこの熱サイクルの開始時に約６０泡／分に下げ、この流量を過程の全体で維持した。坩堝を炉から取り出した。処理した物質のタブレットをＸ線回折解析に供した。図３３に示すように、Ｘ線回折スペクトルは、ダイヤモンドに典型的なｄ＝０．２０５６ｎｍ（２．０５６Å）の大きな鋭いＸＲＤピークを示した。この処理の前の粉末のＸＲＤは、図３４に示すように、非常に微量のダイヤモンド種結晶の存在を示した。このことは、炭素のダイヤモンドへの全体的な転化を示している。例１６この例は、固体炭素源としてガラス状炭素を用いたダイヤモンドの非プラズマ作成方法を例証する。具体的には、ガラス炭素を含む炭素源物質を、例４のサンプルＡの説明と同様にし、フェノールホルムアルデヒド樹脂の熱処理によって調製した。約３ｇのガラス状炭素の微粉末を、きれいな３０ｍｌのパイレックス（商標）ガラスビーカーの中に秤量した。これに、約０．３ｇのダイヤモンド種結晶（１ μｍ未満のサイズ、天然、９９．９％、Johnson Matthey社より供給、カタログN o.13401）と約０．３０５ｇのＰＶＡ溶液（脱イオン水中に５％ＰＶＡ）を加えた。抵抗率７メガオーム以上の脱イオン水の約１０ｍｌを添加し、きれいなステンレスのスパチュラで混合した。このゾルを超音波浴（GeoscienceInstruments 社、NY）中での約３０分間の超音波攪拌に供した。この均一にしたゾルをきれいな直径１０ｃｍのペトリ皿に注ぎ入れた。この皿とその内容物を、無埃キャビネット（約５０℃に保持）に約１２時間入れた。次いでこの皿とその内容物を約１３０℃の空気雰囲気オーブンに移し、その温度に約１５分間保持し、脱イオン水をほぼ完全に乾燥した。鋭利できれいなステンレス製の刃を用い、約５ｍｍ×５ｍｍの前駆体物質の板状物を切り出し、きれいなグラファイト坩堝に入れ、それをアルミナボートに入れた。坩堝を入れたボートを、例１５と図７に示した一般的な雰囲気制御炉（Lindbe rg社）の中央に配置した。超高純度水素の雰囲気を炉の中に形成し、約６０泡／分の流量に調節し、正確なリークフロートバルブを用いてこの過程の全体で維持した。例１５で用いたと実質的に同じ加熱スケジュールをこの例でも用いた。室温に達した後、処理した物質を入れた坩堝を乗せたボートを炉から取り出し、処理した物質をＸ線回折分析に供した。図３５は２．０５９と１．２６０に非常に明瞭で鋭いダイヤモンド結晶相のラインを示している。処理前の前駆体物質のＸ線回折分析を示す図３６において、同じラインの相対的に低いカウントは、この処理がダイヤモンド含有率を明らかに増やしたことを示している。例１７この例は、プラズマを利用しない転化による、内部水素原子源を利用したダイヤモンドの生成方法を例証する。例１５に記載の方法を繰り返し、ただし、超高純度水素に代えて超高純度アルゴンを使用し、炉内部の雰囲気に供給した。処理した物質はダイヤモンド結晶への良好な転化を示した。本発明のさらに別な面として、種々の不活性ガスと各種の種物質、炭素源物質、水素原子の内部源を組み合わせると、ダイヤモンド結晶の種々の形態を生成し、異なる転化速度を与えることに注意すべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩＣ２３Ｃ 16/50 7738−4ＫＣ３０Ｂ 29/04 Ｓ 9261−4Ｇ (31)優先権主張番号０７／９６２，７５１ (32)優先日 1992年10月19日 (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (31)優先権主張番号０８／１１３，１４８ (32)優先日 1993年８月27日 (33)優先権主張国米国（ＵＳ） (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＣＡ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＬＫ，ＬＵ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＵＳ (72)発明者メシアー，ラッセルアメリカ合衆国，ペンシルバニア 16803, ステイトカレッジ，スリーピーホローロード 2616 (72)発明者デワン，ハーディアルエス. アメリカ合衆国，ペンシルバニア 16803, ステイトカレッジ，バイロブールバード 30エスジェイ (72)発明者バジアン，アンドルツェイアメリカ合衆国，ペンシルバニア 16801, ステイトカレッジ，クラバップルドライブ 913 (72)発明者ラビンドラナザン，パラニアッパンアメリカ合衆国，ペンシルバニア 16801, ステイトカレッジ，イーストハミルトンアベニュ 127

Claims

【特許請求の範囲】１．次の過程を含んでなるダイヤモンドの製造方法：・少なくとも１種類の非気相炭素源物質を提供し、・ダイヤモンド又はダイヤモンド類似構造を有する少なくとも１種類の種物質を提供し、・前記少なくとも１種の炭素源物質と前記少なくとも１種類の種物質を混ぜ合わせ、混合物を作成し、・水素を含む雰囲気を提供し、・前記混合物を加熱し、・加圧を必要とせずに、前記混合物から少なくとも１つのダイヤモンドを成長させる。２．前記少なくとも１種類の非気相炭素源物質が、アモルファス炭素、ガラス状炭素、カーボンブラック、炭素粉末、炭素繊維、グラファイト、木炭、炭素含有ポリマー物質、コロイド状グラファイト、煤、ランプブラック、及び炭素に転化できる有機物粉末からなる群より選択された少なくとも１種類の物質を含む請求の範囲第１項に記載の方法。３．前記少なくとも１種類の種物質が、立方晶窒化ホウ素、炭化ケイ素、ダイヤモンド粉末、及びダイヤモンドの結晶格子に類似の他の面心立方構造の物質からなる群より選択された少なくとも１種類の物質を含む請求の範囲第１又は２項に記載の方法。４．前記少なくとも１種類の種物質が、ニッケル、銅、モリブデン、ジルコニウム、白金、パラジウムからなる群より選択された少なくとも１種類の物質を含む請求の範囲第１又は２項に記載の方法。５．随意のマイクロ波発生装置、高周波発生装置、フィラメント加熱装置を利用した化学蒸着装置からなる群より選択された少なくとも１種類の装置によって前記少なくとも１種類の物質を成長させる過程を含む請求の範囲第１項に記載の方法。６．前記装置がプラズマを形成することができる請求の範囲第５項に記載の方法。７．前記少なくとも１種類の炭素源物質と前記少なくとも１種類の種物質が１種類の物質である請求の範囲第１項に記載の方法。８．前記水素含有雰囲気が静的又は動的である請求の範囲第１項に記載の方法。９．１種類の物質が種物質と水素雰囲気生成用物質の両方の役割をする請求の範囲第１項に記載の方法。１０．前記１種類の物質が、水素化ランタン、水素化タンタル、水素化ランタンニッケル、水素化ジルコニウム、及び水素化チタンからなる群より選択された少なくとも１種類の物質を含む請求の範囲第９項に記載の方法。１１．前記少なくとも１種類の物質の成長を助長する付加的な雰囲気の提供をさらに含む請求の範囲第１０項に記載の方法。１２．前記付加的な雰囲気が水素、窒素、酸素、炭素、アルゴン、及びこれらの混合雰囲気からなる群より選択された少なくとも１種類の雰囲気を含む請求の範囲第１１項に記載の方法。１３．前記少なくとも１つのダイヤモンドの前記成長が約３００℃〜２０００ ℃の温度範囲で生じる請求の範囲第１項に記載の方法。１４．前記少なくとも１種類のダイヤモンドの前記成長が約３００℃〜１６００℃の温度範囲で生じる請求の範囲第１３項に記載の方法。１５．前記少なくとも１種類のダイヤモンドの前記成長が約７００℃〜１０００℃の温度範囲で生じる請求の範囲第１３項に記載の方法。１６．前記水素含有雰囲気を約１．０１３２５×１０⁵Ｐａ以下の圧力で提供する請求の範囲第１項に記載の方法。１７．前記成長が、基材物質上のコーティングの形成を含む請求の範囲第１又は２項に記載の方法。１８．前記成長が、自己支持物体の形成を含む請求の範囲第１又は２項に記載の方法。１９．前記混合が、乾式混合と湿式混合からなる群より選択された少なくとも１種類の方法を含む請求の範囲第１項に記載の方法。２０．前記自己支持物体を、吹付、プレス、押出、テープ注型、ソーキング、熱間等方プレス、冷間等方プレス、減圧含浸からなる群より選択された少なくとも１種類の方法によって作成する請求の範囲第１８項に記載の方法。２１．前記混合が均一な混合物を生成する請求の範囲第１〜２０項のいずれか１項に記載の方法。２２．前記混合が不均一な混合物を生成する請求の範囲第１〜２０項のいずれか１項に記載の方法。２３．生成した自己支持物体が多孔質である請求の範囲第１８項に記載の方法。２４．前記自己支持物体を、濾過装置、押出ダイ、生体医学物体の少なくとも１種に利用する請求の範囲第２３項に記載の方法。２５．前記少なくとも１種類の非気相炭素源物質と前記少なくとも１種類の種物質を粒子の形態で提供する請求の範囲第１又は２項に記載の方法。２６．前記少なくとも１種類の非気相炭素源物質と前記少なくとも１種類の種物質の前記粒子の形態が、実質的に同じ粒子サイズを有する請求の範囲第２５項に記載の方法。２７．前記少なくとも１種類の非気相炭素源物質と前記少なくとも１種類の種物質の前記粒子の形態が、実質的に異なる粒子サイズを有する請求の範囲第２５項に記載の方法。２８．前記少なくとも１種類の非気相炭素源物質と前記少なくとも１種類の種物質を含むゾルゲル混合物を形成する請求の範囲第１又は２項に記載の方法。２９．前記ゾルゲル混合物を、少なくとも１つの基材物質の上にコーティングする請求の範囲第２８項に記載の方法。３０．ゾルゲル混合物より繊維を生成する請求の範囲第２８項に記載の方法。３１．次の過程を含んでなるダイヤモンドの製造方法：・コロイド状グラファイト、カーボンブラック、ガラス状炭素、煤、ランプブラック、及び炭素に転化できる有機物粉末からなる群より選択された少なくとも１種類の物質を含む少なくとも１種類の非気相源物質を提供し、・ダイヤモンド粉末、ダイヤモンド結晶、シリコン、炭化ケイ素、立方晶窒化ホウ素、ニッケル、銅、モリブデン、ジルコニウム、白金、及びパラジウムからなる群より選択された少なくとも１種類の種物質を提供し、・前記少なくとも１種類の源物質と前記少なくとも１種類の種物質を混ぜ合わせて混合物を作成し、・前記混合物を所望の形状に形成し、・前記混合物を約３００℃〜２０００℃の温度に加熱し、・ダイヤモンド成長を誘起する雰囲気を提供し、前記雰囲気は水素、窒素、酸素、炭素、及びアルゴンからなる群より選択された雰囲気を含み、・圧力の適用を必要とせずに、前記少なくとも１つの界面より少なくとも１種類のダイヤモンド物質を成長させる。３２．前記少なくとも１種類の炭素源物質の多層を１つの種物質の上に配置し、前記種物質の上に単結晶を形成する請求の範囲第１又は２項に記載の方法。３３．得られた少なくとも１つの物体が傾斜した特性を有する請求の範囲第１〜３２項のいずれか１項に記載の方法。３４．前記少なくとも１種類の炭素源物質が多孔質物質を含む請求の範囲第１項に記載の方法。３５．成長した少なくとも１種類の物質が繊維を含む請求の範囲第１項に記載の方法。