认为对在引入低浓度氮的过程中生长的CVD合成金刚石中可见的栋色着色做出 贡献的一些色屯、设及单晶CVD金刚石内的金刚石键合的局部中断。缺陷的准确性质没有被 完全理解，但是电子顺磁共振巧PR)和光学吸收光谱技术的使用已经用于研究缺陷的性质 并且稍微改进了我们的理解。可通过观看对于生长的CVD金刚石材料的吸收光谱来证实生 长的CVD合成金刚石材料中氮的存在，并且该些光谱的分析给出存在的不同类型的缺陷的 相对比例的一些指示。用添加到合成环境的氮来生长的生长的CVD合成金刚石材料的典型 光谱在约270nm处显示一个峰，该由金刚石晶格中的中性单一取代氮（N,°)原子的存在而产 生。在约350nm和约510nm处观察到额外的峰，该对应其它缺陷特征并且对于CVD合成金 刚石材料是独特的，并且此外还观察到所谓"斜坡"，即CX A 形式的上升背景，其中C为常 数并且A为波长。虽然N/可主要由其在270nm处的峰所鉴定，但是在较高波长下特别是 在光谱的可见光部分中的波长（通常认为覆盖350nm-750nm的波长范围）下，其还对吸收 光谱具有少量贡献。
[0016] 正是在CVD金刚石材料的吸收光谱的可见光部分中明显的特征组合，即（a)光谱 的可见光部分中的N/贡献，（b)350nm峰，（C) 510nm峰和（d)斜坡特征，影响金刚石材料的 所感知的颜色并且被认为是造成通常可见于氮渗杂的CVD合成金刚石材料中的栋色颜色 的原因。在350nm和510nm处的峰，在天然金刚石的吸收光谱中没有见到，在其它合成金刚 石例如EP615954A中描述的类型的合成HPHT金刚石的吸收光谱中也没有见到。出于本说 明书的目的，除了对在光谱的可见光部分中的吸收光谱做出贡献的缺陷W外的所有缺 陷（我们在上面将其讨论作为350nm、510nm和斜坡特征的）将被统称为"X缺陷"。如上所 指出的，在该时，在原子水平下该些缺陷的结构性质是不为理解的，仅仅是理解它们对生长 的金刚石材料的吸收光谱的影响。不W任何方式束缚本发明，认为造成栋色着色的缺陷的 性质可与在大生长速率下伴随着将氮添加到等离子到氨气/甲烧（H2/CH4)源气而长入的多 空位簇（cluster)(每个簇由数十个空位例如30或40个空位或更多个空位组成）的存在 有关。该样的簇是热不稳定的并且可在一定程度下通过高温处理（即退火）移除。认为较 少的与空位相关的缺陷，例如由氮和氨和缺失的碳原子组成的NVH(氮-空位-氨）缺陷， 可部分造成栋色颜色并且该些缺陷还可通过高温处理移除。
[0017] 在根据本发明的优选方法中，对于提供的金刚石材料在350nm和510nm处的吸收 系数分别小于3cm-i和1畑1-1，任选地分别小于2cm-i和0. 8畑1一1。
[0018] 取决于制造方法和生长状态的CVD金刚石材料中的阳,°]浓度，在根据本发明的方 法中所使用的提供的CVD金刚石材料可通常看似无色，或近无色，或具有弱到中等的饱和 度(f和非常明到中等的明度!/(随后在本说明书中详细讨论(f和!/)的黄色或栋色。提供 的金刚石材料中的阳/]浓度小于5ppm，其限制了金刚石材料的任何黄色着色。对于根据 本发明的一些实施方案，在350nm和510nm处的吸收系数分别小于3cnTi和IcnTi，任选地分 别小于2畑1 4和0. 8cnTi，在该些波长处吸收系数是金刚石材料的栋色量度，原因在于，因为 由在源气中结合入氮的CVD方法生长的金刚石材料中的上述X缺陷，所W X缺陷被认为造 成显著的栋色着色。
[0019] 根据本发明的方法的不同实施方案，提供的CVD金刚石可W或可W不包含N,°。当 其包含N/时，对于巧X 10 "cnT3水平可使用EPR测量存在于本发明的合成CVD金刚石材料 中的阳,°]浓度，对于更高浓度可使用UV可见光吸收技术测量。将该些技术用于暴露于UV 光后的样品。
[0020] 中性电荷状态的阳/]含量可通过使用电子顺磁共振巧PR)来测量。虽然该方法 在本领域中是熟知的，但是出于完整性将其概括于此。在使用EPR进行的测量中，特别的 顺磁缺陷（例如中性单一取代氮缺陷）的丰度与所有来源于该中屯、的EPR吸收共振线的 积分强度成比例。该允许通过比较积分强度和从参照样品观察到的积分强度来测定缺陷 的浓度，条件是对于微波能量饱和的影响需要注意防止或校正。因为使用场调制来记录连 续的波EPR光谱，所W需要二重积分来确定EPR强度并且因此确定缺陷浓度。为了使与二 重积分，基线校正，有限的积分极限等相关的误差最小化，特别是在存在重叠的EPR光谱的 情形中，采用光谱拟合（fitting)方法（使用Nelder-Mead单纯型算法（J. A. Nelder and R. Mead, Ilie Computer Journal, 7 (1965) ,308))确定存在于所关屯、的例子中的EPR中屯、的 积分强度。该允许将实验光谱与存在于该例子中的缺陷的模拟光谱拟合并且由模拟确定每 个的积分强度。实验地观察到Lorentzian和Gaussian线形均不提供对实验EPR光谱的良 好拟合，因此使用Tsallis函数制作模拟光谱0. F. Howarth, J. A. Weil, Z. Zimpel, J. Ma即. Res.，161 (2003)，215)。此外，在低氮浓度的情形中，往往需要使用接近或超过EPR信号线 宽的调制幅值W获得良好的信/噪比（使在合理的时间框架内能够准确地确定浓度）。因 此为了制得对记录的EPR光谱的良好拟合，使用伪调制（pseudomo化lation)和Tsallis 线形(J. S. Hyde, M. Pasenkiewicz-Gierula, A. Jesmanowicz, W. E. Antholine, Appl. Magn. Reson.，1 (1990)，483)。使用该方法，W ppm计的浓度可WW优于±5%的可再现性来确定。
[0021] 对于测量较高阳/]浓度的UV-可见光吸收光谱技术在现有技术中是熟知的，并且 设及使用金刚石材料吸收光谱的270nm峰的测量。
[002引根据本发明的提供的金刚石材料可使用常规CVD方法生长，例如在W003/052177 中公开的类型。如上所述，该种方法可导致具有一些栋色着色的金刚石材料，但是提供该栋 色着色并不是太强烈，通过引入的澄色着色可将其掩盖，该澄色着色由本发明方法的后生 长福照和退火处理所致。
[0023] 另一种可用于制备提供的CVD金刚石材料的CVD生长方法是其中源气体包含 碳、氨、氮和氧而不是更通常的碳、氨和氮的CVD生长方法。例如，可将氧在气相中W至少 100(K)ppm的浓度添加至工艺气体中。特别地，在根据本发明第一方面的方法的步骤（i) 中的提供的CVD金刚石材料可直接通过描述于英国申请GB0922449. 4和美国临时申请 USSN61/289, 282 (通过引用将其全文并入本文）中的方法生长。特别地，该方法设及提供衬 底；提供源气；W及允许在衬底上同质外延金刚石合成；其中合成环境包含在约〇.4ppm-约 50ppm的原子浓度下的氮；W及其中源气体包含；（a)约0. 4-约0. 75的氨原子分数Hf;化） 约0. 15-约0. 3的碳原子分数Cf; (C)约0. 13-约0. 4的氧原子分数0 f;其中H f+Cf+0f = 1 ; 其中碳原子分数与氧原子分数的比例Cf:0f满足约0. 45:1洗，:0,<约1. 25:1的比例；其中源 气体包含W存在的氨、氧和碳原子的总数的0. 05-0. 4原子分数W氨分子添加的氨原子； 并且其中原子分数Hf、Cf和Of是存在