一种基于局部电场微调的定向金刚石单晶生长方法及系统

本发明公开了一种基于局部电场微调的定向金刚石单晶生长方法及系统。该方法通过在MPCVD反应腔内引入微结构电极阵列，实现对等离子体局部电场的精细调控，促使金刚石单晶在特定衬底区域定向异质外延生长。所述微电极阵列采用仿生神经网络突触结构设计，产生具有空间梯度的电场分布，以提高形核选择性和晶体取向一致性。本发明还提出改进的电场控制方程，在经典泊松方程中引入电极诱导修正因子Ψ(r,θ)，用于描述微结构电极对电势分布的影响。结合Si/YSZ/Ir、Ir/蓝宝石/Ag等多层衬底的优化实验，验证了本方法可在4英寸尺度上实现均匀定向的金刚石单晶外延生长，有效抑制随机形核和多晶生成，显著提高晶体质量。