[发明专利]合成单晶金刚石、具备其的工具、及合成单晶金刚石的制造方法

权利要求书

1.一种合成单晶金刚石，为包含氮的合成单晶金刚石，

在X射线吸收精细结构光谱中，3/4值全宽为3eV以上的能量405±1eV处的峰的强度I₄₀₅与能量412±2eV处的峰的强度I₄₁₂的比I₄₀₅/I₄₁₂低于1.5。

2.根据权利要求1所述的合成单晶金刚石，其中，

所述比I₄₀₅/I₄₁₂为1.33以下。

3.根据权利要求1或2所述的合成单晶金刚石，其中，

在所述X射线吸收精细结构光谱中，3/4值全宽低于1.5eV的能量401±1eV处的峰的强度I₄₀₁与所述强度I₄₀₅的比I₄₀₁/I₄₀₅大于0.2。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的合成单晶金刚石，其中，

所述合成单晶金刚石中的氮原子的浓度为1ppm以上且3000ppm以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的合成单晶金刚石，其中，

所述合成单晶金刚石包含由非金刚石及空位中的一者或两者构成的一处以上的第一区域，

所述第一区域的最大直径分别为0.1μm以上且40μm以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的合成单晶金刚石，其中，

在按照100N/min的负荷速度将前端半径为50μm的球形金刚石压头按压于所述合成单晶金刚石的表面的破坏强度试验中，产生裂纹载荷大于20N。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的合成单晶金刚石，其中，

所述合成单晶金刚石的{100}面上的100方向的努氏硬度为100GPa以上。

8.一种工具，具备权利要求1～7中任一项所述的合成单晶金刚石。

9.一种合成单晶金刚石的制造方法，为权利要求1～7中任一项所述的合成单晶金刚石的制造方法，具备：

第一工序，通过使用金属溶剂的温度差法来准备包含氮的金刚石单晶；

第二工序，向所述金刚石单晶照射提供100MGy以上且1000MGy以下的能量的电子束及粒子束中的一者或两者；及

第三工序，对由所述第二工序得到的金刚石单晶进行热处理，由此得到合成单晶金刚石，

所述第三工序具备：

第三a工序，将由所述第二工序得到的所述金刚石单晶配置在真空或非活性气体的气氛中，并在常压以下将所述气氛的温度升高至第一温度即1750℃以上且2000℃以下；

第三b工序，将升温至所述第一温度的所述气氛在所述第一温度±10℃以内的第二温度下保持1分钟以上且30分钟以下的时长；及

第三c工序，将保持在所述第二温度下的所述气氛降温至1000℃以下，

在所述第三a工序中，用时1分钟以上且30分钟以下将所述气氛的温度从1000℃升温至所述第一温度，

在所述第三c工序中，用时1分钟以上且15分钟以下将所述气氛的温度从所述第二温度降温至1000℃。