JP2017508699A - ダイヤモンド層と、ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含み、かつ任意にケイ素を含む複合層とを備える基材 - Google Patents
ダイヤモンド層と、ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含み、かつ任意にケイ素を含む複合層とを備える基材 Download PDFInfo
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Abstract
Description
本願は、2014年1月24日に出願された米国仮特許出願第61/931,227号の優先権を主張し、その開示内容は、参照により本願明細書に包含される。
本発明は、ダイヤモンド層と、ダイヤモンドおよび炭化ケイ素の粒子を含み、かつ任意にケイ素の粒子を含む複合層とを備える多層基材、および該多層基材の作製方法に関する。
ダイヤモンド粒子と炭化ケイ素粒子とを含む複合層と、前記複合層上に化学気相成長(CVD)で成長したダイヤモンド層と、を備え、前記ダイヤモンド層のダイヤモンドは、前記複合層を構成する前記ダイヤモンド粒子および/または前記炭化ケイ素粒子の結晶表面上でCVD成長している、多層基材。
前記ダイヤモンド層は、多結晶ダイヤモンドを含む、節1に記載の多層基材。
前記複合層は、ケイ素粒子をさらに含む、節1または2に記載の多層基材。
前記ダイヤモンド層は、ドープされていない、n型の元素または化合物でドープされている、p型の元素または化合物でドープされている、または、ホウ素でドープされている、のうちのいずれか一つである、節1乃至3のいずれか1つに記載の多層基材。
前記ダイヤモンド層は、パターニングされるか、または選択的にエッチングされている、節1乃至4のいずれか1つに記載の多層基材。
前記複合層中の前記ダイヤモンド粒子は、前記複合層内において0%〜100%の間の濃度勾配を有する、節1乃至5のいずれか1つに記載の多層基材。
前記複合層内におけるダイヤモンド粒子の担持レベル(体積基準)は、≧5%、≧20%、≧40%、または、≧60%、のうちのいずれか一つである、節1乃至6のいずれか1つに記載の多層基材。
前記ダイヤモンド層の厚さは、10−9メータ〜10−6メータ、5×10−6メータ〜20×10−3メータ、500×10−6メータ〜10×10−3メータ、1×10−6メータ〜5×10−3メータ、3×10−6メータ〜3×10−3メータ、50×10−6メータ〜50×10−2メータ、100×10−6メータ〜10×10−2メータ、200×10−6メータ〜5×10−2メータ、500×10−6メータ〜2×10−2メータ、のうちのいずれか一つである、節1乃至6のいずれか1つに記載の多層基材。
前記多層基材の厚さは、≧200×10−6メータ、≧20×10−3メータ、≧40×10−3メータ、または≧75×10−3メータ、≧50×10−6メータ、≧500×10−6メータ、または、≧1×10−3メータ、のうちのいずれか一つである、節1乃至8のいずれか1つに記載の多層基材。
前記多層基材は、円、正方形、長方形、多角形、楕円、湾曲部、球面、非球面、円筒、円錐、凹面、または、凸面、の形状のうちの一つまたはこれらの形状の2以上の組み合わせを有する、節1乃至9のいずれか1つに記載の多層基材。
前記ダイヤモンド層の表面は、所望の粗さの値および平坦さの値となるように成長している、または研磨されている、節1乃至10のいずれか1つに記載の多層基材。
光学デバイス、高エネルギー放射粒子を検出するための検出器、電磁波を検出するための検出器、切断、穿孔、機械加工、粉砕、ラッピング、接合、またはブレイジングのためのデバイス、ブレーキデバイス、シール、熱導体、電磁波伝達デバイス、高腐食環境下、強酸化条件下、または強環境条件下、高温下、または極低温条件下での使用のために構成される化学的に不活性なデバイス、または半導体デバイス、半導体デバイスウェハまたはフィルム、パッド、光学デバイス、光学デバイスウェハまたはフィルム、および/または電子デバイス、電子デバイスウェハまたはフィルムの研磨または平坦化のためのデバイス、のうちの一つとしての使用のために構成される、節1乃至11のいずれか1つに記載の多層基材。
前記光学デバイスは、平面の光学部品または非平面の光学部品のいずれかである、節1乃至12のいずれか1つに記載の多層基材。
前記平面の光学部品は、ミラーまたはレンズである、節1乃至13のいずれか1つに記載の多層基材。
前記非平面の光学部品は、球面、または非球面、または円錐、または円筒である、節1乃至14のいずれか1つに記載の多層基材。
前記光学デバイスは、電磁波の取り扱いための光学コーティングを含む、節1乃至15のいずれか1つに記載の多層基材。
節1乃至16のいずれか1つに記載の多層基材の形成方法であって、
(a)ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含む複合層を形成すること、(b)反応器の基材保持部上に前記複合層を位置させること、および、(c)前記ダイヤモンド層のダイヤモンドが、前記複合層を構成する前記ダイヤモンド粒子の結晶表面上で直に成長する前記反応器内において、前記基材保持部上に位置する前記複合層上に、ダイヤモンド層を成長させること、を備える、
多層基材の形成方法。
前記複合層は、さらにケイ素を含む、節1乃至17のいずれか1つに記載の多層基材の形成方法。
ステップ(c)は、化学気相成長によって、前記複合層上に前記ダイヤモンド層を成長させることを含む、節1乃至18のいずれか1つに記載の多層基材の形成方法。
ステップ(a)は、前記複合層を機械加工すること、ラッピングすること、研磨すること、切断すること、または穿孔することをさらに含む、節1乃至19のいずれか1つに記載の多層基材の形成方法。
引き続き図1を参照しつつ図2を参照すると、図2は、ダイヤモンド層4と、ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含む複合層6とを少なくとも備え、任意に、ケイ素を備える多層基材2を作製するために使用され得る種々ステップを示す図である。より詳細なプロセスは以下に開示される。
複合層2は、US8,474,362(参照により本願明細書に含まれる)に開示されたように作製することができる。すなわち、(1)炭化ケイ素粒子とダイヤモンド粒子とを所定量計量して、容器に入れる。(2)次に、フェノール樹脂を前記容器内に加えて、該混合物を混合する。(3)次に、得られた混合物をダイ中において、プレスまたはキャストして、予備成形物にする。(4)次に、プレスまたはキャストされて得られた予備成形物を炉内に配置し、不活性環境下で炭化する。(5)次に、所望の期間、高温状態で真空下において、炭化された予備成形物に金属ケイ素を浸透させる。前記炉から取り出された前記予備成形物が複合層6である。
複合層6上のダイヤモンド層4を、US5,250,149、US5,628,824、またはUS5,523,160(これらの全ては参照により本願明細書に包含される)に開示されたように、化学気相成長によって堆積させてもよい。これらの文献においては、マイクロ波プラズマ条件下において、真空下、高温状態、かつ制御されたマイクロ波出力を用いた条件で、メタンおよび水素が反応ガスとして使用される。
走査型電子顕微鏡(SEM)の画像を、エネルギー分散型X線(EDAX)検出器を搭載したTescan社のVega走査型電子顕微鏡上で収集した。
マイクロ波プラズマによって強調されるダイヤモンドの化学気相成長は、当該技術分野において公知であり、本明細書において実質的に説明されている。図3は、複合層6上へのダイヤモンド層4の堆積を実行するときに使用されたマイクロ波プラズマCVDシステムの概略図を示す。具体的には、水素およびメタンを含む反応ガスの混合物が、マイクロ波プラズマCVD反応器内に流入され、水素およびメタンの流速は、独立型のマスフローコントローラによって制御された。消費されたガスは、前記CVD反応器から流出し、一般に真空ポンプに向かう。マイクロ波は、一般に、マグネトロンによって発生させられ、石英窓を通って反応器に案内される。前記反応器の内側において、マイクロ波エネルギーは、水素分子を水素フリーラジカルにラジカル化するとともに、メタン分子をメチルフリーラジカル(CH3)、メチレンフリーラジカル(CH2)、メチンフリーラジカル(CH)および2以上の炭素を含む二次的または三次的なフリーラジカルにラジカル化するプラズマに転換される。前記反応器の底部には、基材を支持する基材保持部が据え付けられている。ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含む、および任意にケイ素を含む、ダイヤモンド成長のための基材としての複合層6は、前記基材保持部に据え付けられる。
ダイヤモンドと炭化ケイ素とを含み、任意にケイ素を含む複合層4を作製する詳細なプロセスは、以下の実施例4および5において、およびUS8,474,362(これは参照による本願明細書に包含される)において開示されている。基本プロセスは、(1)所定量のダイヤモンド粒子(直径76ミクロン、直径300ミクロン、および直径500ミクロン)および炭化ケイ素(54グリット、240グリット、または500グリット)を混合した後、バインダ(フェノール樹脂)および試薬用アルコールと共に、表面から液体を定期的に除去しながら、混合物を振動下でゴム製モールド内に投入した。(2)次に、前記モールドをオーブン内に入れて、140℃で2〜3時間加熱する。続いて、予期成形物とも呼ばれる前記内容物を含むゴム製モールドを入れたオーブンを大気温度まで冷却した。前記ゴム製モールドから前記予備成形物を取り除き、グラファイト板上に載置した後、該グラファイト板を不活性雰囲気状態にある炉内に配置した。その後、その中に予備成形物を有する炉の内側を650℃などの高温で2時間保持し、室温まで冷却した。その後、前記予備成形物は炭化された。さらに、前記予備成形物をフェノール樹脂に浸して、同様な条件下で2回目の炭化を行った。(3)次に、前記予備成形物をケイ素の塊とともにグラファイトボートの内側に配置した後、該グラファイトボートを真空焼結炉の内側に配置した。例えば、前記炉を0.1Torrを下回る圧力まで排気し、前記炉の内温を1450℃まで上昇させ、1時間保持した。その後、前記炉の内部の温度を室温まで低下させた。これにより、金属ケイ素は溶融されて、前記予備成形物内に滲み込んで(wicked)、ダイヤモンド、グラファイト、炭素室種由来であり得る炭素と反応されて、炭化ケイ素が形成された。その結果、ダイヤモンドと炭化ケイ素とを含み、任意にケイ素を含む複合物となったが、幾らかの過剰または未反応ケイ素は残っていた。
40%(体積基準)のダイヤモンドを含み、残部が炭化ケイ素、かつ場合によってはケイ素である複合層6(直径68mm、厚さ12mm)を、マイクロ波プラズマ化学気相成長(CVD)反応器において基材として使用した。1850mL/minの水素と13.7mL/minのメタンとの混合物を前記マイクロ波CVD反応器に流入させた。プラズマを開始した後、プラズマが複合層6を覆う大きさとなるように、マイクロ波出力および反応器圧を調整し、前記マイクロ波プラズマCVD反応器において、複合層6を保持する基材保持部を冷却することによって、複合層6の温度を820℃に制御した。複合層6上へのダイヤモンド層4の化学気相成長を約20時間行った後、前記反応を停止させ、前記マイクロ波プラズマCVD反応器から多層基材2を抜き取り、多層基材2を光学顕微鏡、走査型電子顕微鏡、およびラマン分光法によって分析した。ラマン分光法の検討結果から、成長したダイヤモンドのフィルムまたは層4は、損傷がなく、新たに成長したダイヤモンド層4は、約1332cm−1でのラマンシフトのシャープな特徴的ピークを有する高品質ダイヤモンドであることが確認された。約20時間の成長後、ダイヤモンド層4は約30ミクロンの厚さを有すると見積もられた。
ダイヤモンド粒子を70%(体積基準)含み、残部が炭化ケイ素、場合によってはケイ素である複合層6(直径140mm、厚さ10mm)を、ダイヤモンド層4の化学気相成長のための基材として使用した。1850ml/分の水素と13.7ml/分のメタンとの混合物を、マイクロ波プラズマCVD反応器内に流入させた(図3参照)。プラズマを開始した後、プラズマが複合層6を覆うことができる大きさとなるように、マイクロ波の出力および反応器の圧力を調整した後、基材保持部を冷却することによって基材温度を820℃に制御した。ダイヤモンド層4を約17時間化学気相成長させた後、前記反応を停止し、マイクロ波CVD反応器から多層基材2を抜き取った。約30ミクロンのダイヤモンド層4は、複合層6上において凝集した状態で観察された。次に、全部で成長時間が約130時間となる更なるダイヤモンド成長のために、約70%のダイヤモンドを含む複合層6上に約30ミクロンのダイヤモンド層4を有する多層基材2を、マイクロ波CVD反応器に戻した。次に、ダイヤモンドのマイクロ波化学気相成長反応を再度停止し、前記マイクロ波CVD反応器から多層基材2を抜き取った。約200ミクロンのダイヤモンド層4が70%のダイヤモンドを含む複合層6上に凝集して存在していた。次に、全部で約290時間の、さらなる追加のダイヤモンド成長のために、この多層基材2を前記マイクロ波反応器に再度戻した。反応停止後、前記マイクロ波CVD反応器から多層基材2を抜き取った。驚くべきことに、約450ミクロンのダイヤモンド層4が、複合基材6上に依然として凝集して存在していた。一般に、直径が140mmの基材(タングステンなど)上にある、約450ミクロンの、このような厚さのダイヤモンド層4は、剥離から逃れることは難しい。ダイヤモンド層4と、ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含み、任意にケイ素を含む複合層6とを含む多層基材2の断片を、基材1A175として認定した。
まず、40%ダイヤモンドを担持し、残部が炭化ケイ素であり、場合によってはケイ素である複合層6(直径140mm、厚さ10mm)を研磨スラリーでラッピングした。次に、ダイヤモンド粉末で擦って、イソプロパノールでフラッシュ洗浄した。次に、マイクロ波CVD反応器内において、ダイヤモンド層4の化学気相成長のための基材として、複合層6を用いた。基材保持部に複合層6を載置した後、1850mL/分の水素と13.7mL/分のメタンとの混合物をマイクロ波CVD反応器内に流入させた(図3参照)。プラズマを開始した後、前記プラズマが複合層6を覆える大きさにするようにマイクロ波出力および反応器の圧力を調整し、複合層6の温度を、前記基材保持部を冷却することによって820℃に制御した。多層基材2を形成するための複合層6上へのダイヤモンド層4の化学気相成長を約301時間継続した。その後、反応を停止した。次に、前記マイクロ波CVD反応器から多層基材2を取り除いた。多層基材2の堆積されたCVDダイヤモンド層4は、約480ミクロンの厚さで観察され、ダイヤモンドと炭化ケイ素とを含み、場合によってはケイ素を含む複合層6に凝集していた。そのため、多層基材2を、基材1A177Bとして認定した。
先に実施例4において説明されたように、直径140mm、厚さ10mmのダイヤモンド層4の反対側にある多層基材1A177Bの側を、ダイヤモンド層4の反対側の複合層6の表面上へのダイヤモンド層4’(図1に想像線で示す)の堆積のために、マイクロ波CVD反応器内に配置した。1850mL/分の水素と13.7mL/分のメタンとの混合物をマイクロ波プラズマCVD反応器内に流入させた。プラズマを開始した後、プラズマがダイヤモンド層4の反対側の複合層6の表面を覆う大きさになるように、マイクロ波の出力および反応器の圧力を調整した後、基材保持部を冷却することによって、複合層6の温度を820℃に制御した。ダイヤモンド層4’の化学気相成長を約50.5時間継続した後、CVD反応を停止させた。前記マイクロ波CVD反応器から基材1A177Bを取り除き、堆積されたCVDダイヤモンド層4’を観察したところ、ダイヤモンド層4’は約80ミクロンの厚さであり、ダイヤモンド層4と反対側の複合層6側に、ダイヤモンド層4’が凝集していた。この多層基材2を、基材1A177Aとして認定した。
対照として機能する、反応結合された炭化ケイ素を含み、場合によってはケイ素を含み、複合層6’にダイヤモンド粒子を加えていない複合層6’上に成長したダイヤモンド層4は、高い応力を有し、ラマン分光の研究においてより高いラマンピークシフトを示すと考えられている。したがって、炭化ケイ素を含み、場合によってはケイ素を含む(ダイヤモンドを有さない)対照となる複合層6’の断片を対照実験において使用した。この対照実験においては、複合層6’の断片を、マイクロ波プラズマCVDの基材保持部上に配置した。1850mL/分の水素と13.7mL/分のメタンとの混合物を前記マイクロ波プラズマCVD反応器内に流入させた。プラズマを開始した後、プラズマが対照となる複合層6’を覆える大きさとなるように、マイクロ波の出力および反応器の圧力を調整し、前記基材保持部を冷却することによって、複合層6’の温度を820℃に制御した。複合層6’上でのダイヤモンド層4のCVD成長を112時間行った後、前記CVD反応を停止して、ダイヤモンド層4を備える複合層6’を前記マイクロ波プラズマCVD反応器から抜き取り、基材1A178(図15(a)〜15(e))として認定した。基材1A178のダイヤモンド層4は、複合層6’(炭化ケイ素、および場合によってはケイ素を含み、ダイヤモンド粒子を加えていない)上で約180mmの厚さを有していて、光学電子顕微鏡で分析されるとともに、5点の異なる位置においてラマン分光法によって分析された。
Claims (40)
- ダイヤモンド粒子と炭化ケイ素粒子とを含む複合層と、
前記複合層上に化学気相成長(CVD)で成長したダイヤモンド層と、を備え、
前記ダイヤモンド層のダイヤモンドは、前記複合層を構成する前記ダイヤモンド粒子および/または前記炭化ケイ素粒子の結晶表面上でCVD成長している、
多層基材。 - 前記ダイヤモンド層は多結晶ダイヤモンドを含む、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記複合層は、ケイ素粒子をさらに含む、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層は、
ドープされていない、
n型の元素または化合物でドープされている、
p型の元素または化合物でドープされている、または、
ホウ素でドープされている、のうちのいずれか一つである、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層は、パターニングされるか、または選択的にエッチングされている、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記複合層中の前記ダイヤモンド粒子は、前記複合層内において0%〜100%の間の濃度勾配を有する、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記複合層内におけるダイヤモンド粒子の担持レベル(体積基準)は、
≧5%、
≧20%、
≧40%、または、
≧60%、のうちのいずれか一つである、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層の厚さは、
10−9メータ〜10−6メータ、
5×10−6メータ〜20×10−3メータ、
500×10−6メータ〜10×10−3メータ、
1×10−6メータ〜5×10−3メータ、
3×10−6メータ〜3×10−3メータ、
50×10−6メータ〜50×10−2メータ、
100×10−6メータ〜10×10−2メータ、
200×10−6メータ〜5×10−2メータ、
500×10−6メータ〜2×10−2メータ、のうちのいずれか一つである、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記多層基材の厚さは、
≧200×10−6メータ、
≧20×10−3メータ、
≧40×10−3メータ、または≧75×10−3メータ、
≧50×10−6メータ、
≧500×10−6メータ、または、
≧1×10−3メータ、のうちのいずれか一つである、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記多層基材は、
円、
正方形、
長方形、
多角形、
楕円、
湾曲部、
球面、
非球面、
円筒、
円錐、
凹面、または、
凸面、の形状のうちの一つ、またはこれらの形状の2以上の組み合わせを有する、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層の表面は、所望の粗さの値または所望の平坦さの値となるように成長している、または研磨されている、
請求項1に記載の多層基材。 - 光学デバイス、
高エネルギー放射粒子を検出するための検出器、
電磁波を検出するための検出器、
切断、穿孔、機械加工、粉砕、ラッピング、研磨、コーティング、接合、またはブレイジングのためのデバイス、
ブレーキデバイス、
シール、
熱導体、
電磁波伝達デバイス、
高腐食条件下、強酸化条件下、強還元条件下、高温下、または極低温条件下での使用のために構成される化学的に不活性なデバイス、または、
半導体デバイス、半導体デバイスウェハまたはフィルム、光学デバイス、光学デバイスウェハまたはフィルム、および/または電子デバイス、電子デバイスウェハまたはフィルムの研磨または平坦化のためのデバイス、のうちの一つとしての使用のために構成される、
請求項1に記載の多層基材。 - 前記光学デバイスは、平面の光学部品または非平面の光学部品のいずれかである、
請求項12に記載の多層基材。 - 前記平面の光学部品は、ミラーまたはレンズである、
請求項13に記載の多層基材。 - 前記非平面の光学部品は、球面、または非球面、または円錐、または円筒である、
請求項13に記載の多層基材。 - 前記光学デバイスは、電磁波の取り扱いのための光学コーティングを含む、
請求項12に記載の多層基材。 - 請求項1に記載の多層基材の形成方法であって、
(a)ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含む複合層を形成すること、
(b)反応器の基材保持部上に前記複合層を位置させること、および、
(c)前記ダイヤモンド層のダイヤモンドが、前記複合層を構成する前記ダイヤモンド粒子の結晶表面上で直に成長する前記反応器内において、前記基材保持部上に位置する前記複合層上に、ダイヤモンド層を成長させること、を備える、
多層基材の形成方法。 - 前記複合層は、さらにケイ素を含む、
請求項17に記載の多層基材の形成方法。 - ステップ(c)は、化学気相成長によって、前記複合層上に前記ダイヤモンド層を成長させることを含む、
請求項17に記載の多層基材の形成方法。 - ステップ(a)は、前記複合層を機械加工すること、ラッピングすること、研磨すること、切断すること、または穿孔することをさらに含む、
請求項17に記載の多層基材の形成方法。 - ダイヤモンド粒子と炭化ケイ素粒子とを含む複合層と、前記複合層上に化学気相成長(CVD)で成長したダイヤモンド層と、を備え、前記ダイヤモンド層のダイヤモンドは、前記複合層を構成する前記ダイヤモンド粒子および/または前記炭化ケイ素粒子の結晶表面上でCVD成長している、多層基材。
- 前記ダイヤモンド層は多結晶ダイヤモンドを含む、
請求項21に記載の多層基材 - 前記複合層は、ケイ素粒子をさらに含む、
請求項21または22に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層は、ドープされていない、n型の元素または化合物でドープされている、p型の元素または化合物でドープされている、または、ホウ素でドープされている、のうちのいずれか一つである、
請求項21乃至23のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層は、パターニングされるか、または選択的にエッチングされている、
請求項21乃至24のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記複合層中の前記ダイヤモンド粒子は、前記複合層内において0%〜100%の間の濃度勾配を有する、
請求項21乃至25のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記複合層内におけるダイヤモンド粒子の担持レベル(体積基準)は、≧5%、≧20%、≧40%、または、≧60%、のうちのいずれか一つである、
請求項21乃至26のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層の厚さは、10−9メータ〜10−6メータ、5×10−6メータ〜20×10−3メータ、500×10−6メータ〜10×10−3メータ、1×10−6メータ〜5×10−3メータ、3×10−6メータ〜3×10−3メータ、50×10−6メータ〜50×10−2メータ、100×10−6メータ〜10×10−2メータ、200×10−6メータ〜5×10−2メータ、500×10−6メータ〜2×10−2メータ、のうちのいずれか一つである、
請求項21乃至27のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記多層基材の厚さは、≧200×10−6メータ、≧20×10−3メータ、≧40×10−3メータ、または≧75×10−3メータ、≧50×10−6メータ、≧500×10−6メータ、または、≧1×10−3メータ、のうちのいずれか一つである、
請求項21乃至28のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記多層基材は、円、正方形、長方形、多角形、楕円、湾曲部、球面、非球面、円筒、円錐、凹面、または、凸面、の形状のうちの一つ、またはこれらの形状の2以上の組み合わせを有する、
請求項21乃至29のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記ダイヤモンド層の表面は、所望の粗さの値または所望の平坦さの値となるように成長している、または研磨されている、
請求項21乃至30のいずれか1項に記載の多層基材。 - 光学デバイス、高エネルギー放射粒子を検出するための検出器、電磁波を検出するための検出器、切断、穿孔、機械加工、粉砕、ラッピング、研磨、コーティング、接合、またはブレイジングのためのデバイス、ブレーキデバイス、シール、熱導体、電磁波伝達デバイス、高腐食条件下、強酸化条件下、強還元条件下、高温下、または極低温条件下での使用のために構成される化学的に不活性なデバイス、または、半導体デバイス、半導体デバイスウェハまたはフィルム、光学デバイス、光学デバイスウェハまたはフィルム、および/または電子デバイス、電子デバイスウェハまたはフィルムの研磨または平坦化のためのデバイス、のうちの一つとしての使用のために構成される、
請求項21乃至31のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記光学デバイスは、平面の光学部品または非平面の光学部品のいずれかである、
請求項21乃至32のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記平面の光学部品は、ミラーまたはレンズである、
請求項21乃至33のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記非平面の光学部品は、球面、または非球面、または円錐、または円筒である、
請求項21乃至34のいずれか1項に記載の多層基材。 - 前記光学デバイスは、電磁波の取り扱いのための光学コーティングを含む、
請求項21乃至35のいずれか1項に記載の多層基材。 - 請求項21乃至36のいずれか1項に記載の多層基材の形成方法であって、
(a)ダイヤモンドおよび炭化ケイ素を含む複合層を形成すること、
(b)反応器の基材保持部上に前記複合層を位置させること、および、
(c)前記ダイヤモンド層のダイヤモンドが、前記複合層を構成する前記ダイヤモンド粒子の結晶表面上で直に成長する前記反応器内において、前記基材保持部上に位置する前記複合層上に、ダイヤモンド層を成長させること、を備える、
多層基材の形成方法。 - 前記複合層は、さらにケイ素を含む、
請求項21乃至37のいずれか1項に記載の多層基材の形成方法。 - ステップ(c)は、化学気相成長によって、前記複合層上に前記ダイヤモンド層を成長させることを含む、
請求項21乃至38のいずれか1項に記載の多層基材の形成方法。 - ステップ(a)は、前記複合層を機械加工すること、ラッピングすること、研磨すること、切断すること、または穿孔することをさらに含む、
請求項21乃至39のいずれか1項に記載の多層基材の形成方法。
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