ダイヤマテリアル株式会社
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ダイヤモンドの特性
機械的特性
超精密研磨への展開
■ 市場要求
(1) 高精度化 仕上面は粒径依存
(2) CMP代替 高速化・超鏡面要求、化学反応の限界
■ 技術的課題
(1) 微粒化 精密な分級技術
分散性（凝集による粗大化）
ハンドリング性
(2) 研磨特性 マイクロクラック発生低減
(3) 高純度化 精製技術


密度[g/cm3] Hv[kg/mm2]
ダイヤモンド 3.52 10,000
c BN 3.48 5,000
炭化硼素 2.52 3,500
炭化珪素 3.19 2,400
アルミナ 3.90 1,800
超硬 >10.0 1,800
窒化珪素 3.25 1,600
ジルコニア 6.05 1,300
石英 2.66 1,000
摺動特性特性
摺動材料に必要な特性
→超微粒ダイヤモンドの特徴と一致
(1) 耐磨耗性 硬度依存（ダイヤ=No.1)
(2) 低摩擦係数 超微粒ダイヤμ＜0.1
(3) 高強度 (限界PV値、高弾性率)
(4) 相手との親和性 Fe系には不向き
(5) 耐蝕性 ダイヤモンド＝化学的安定
課題：コーティング、量産化、加工etc

摩擦係数 安定
Si基板 0.12-0.18 -
多結晶 0.04-0.05 3分
ナノ 0.04-0.05 10分
熱・電気的特性
ヒートシンク材料に必要な特性
(1) 熱伝導性＝高い (2) 熱膨張係数＝低い
(3) 誘電率＝低い (4) 絶縁（比抵抗）＝高い
(5) 特性の安定性 (6) 密着性＝良い
課題：難加工性、量産化、コスト競争力etc

熱伝導率
[W/m･K]		 線膨張率
[x10-6/K]		 比抵抗
[Ω･cm]		 誘電率
[1MHz]		 絶縁耐圧
[kV/mm]
ダイヤモンド 2000 2.3 1016 5.6 350
Al2O3 20 8.0 >1014 9.2 14
SiC 60-490 4.2 <106 4.4 400
AlN 70-260 4.7 >1014 8.7 15
BeO 250 7.8 >1014 6.5 10
シリコン Si 150 2.6
11.8 30
銀 Ag 430 19.1 1.6x10-6

銅 Cu 400 16.8 1.7x10-6

半導体材料としての優れた特性 ダイヤモンド基板　←結晶成長の種結晶
(1) 高いバンドギャップ・熱伝導性→高温使用対応
(2) 高い移動度・絶縁耐圧→高速・大電力対応
(3) 高い飽和速度・絶縁耐圧→高周波対応
(4) 低い誘電率→高速対応

格子定数
[Å]		 BandGap
[eV]		 移動度 [cm2/V･s] 飽和電子 速度
[cm/s]		 絶縁耐圧
[kV/mm]
（電子） (正孔）
ダイヤモンド 3.57 5.47 1800 1600 2.5x107 >350
3C-SiC 4.36 2.23 1000 700 2.7x107 400
6H-SiC 3.09 2.93 500
2.0x107 250
シリコン Si 5.43 1.12 1500 600 1.0x107 30
GaAs 5.65 1.43 8000 400 2.0x107 40
GaN 3.19 3.39 900
2.7x107 40
ZnSe 5.67 2.67



その他の特性
(1) 靭性 7.5（水晶と同等）
(2) 光学特性 単屈折性、屈折率2.417分散度0.044、透明度
(3) X線 透過性あり
(4) 耐薬品性に優れる
(5) 音響材料特性 比弾性率：325 [1010dyne/g/cm] 伝播速度：18,000 [m/sec]
(6) 触媒担体
(例) 2-PA分解活性（300℃）測定結果
焼成・酸処理による表面処理により高活性な酸性触媒となることを確認
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