本文是利用温度梯度法在国产六面顶压机上进行优质克拉级金刚石单晶的合成研究。通过对金刚石单晶生长环境稳定性的研究,确立了适合优质克拉级金刚石单晶生长的实验组装。在此基础上,对大尺寸金刚石单晶的生长机制进行系统的研究。研究了金刚石单晶合成中出现的裂晶问题、碳素扩散场对不同形貌晶体生长的影响、优质克拉级Ib型金刚石单晶的合成,以及掺硼金刚石单晶的生长等问题,主要内容如下:1.对金刚石单晶生长环境的稳定性问题进行了系统研究。首先,考察了实验组装的稳定性问题。其中,重点考察了石墨加热源材质的稳定性问题。其次,对设备控制及生长环境对金刚石单晶生长的影响进行了研究。2.系统研究了金刚石单晶合成过程中经常出现的裂晶问题。给出了解决裂晶问题的几种有效的方法。3.研究了塔状晶体的生长机制。研究了碳源形貌对晶体生长的影响、高径比与合成温度和晶体品质的关系、碳素扩散场对塔状晶体生长的影响,以及大尺寸金刚石单晶的高指数晶面在“V”型区内的分布规律等。4.通过对大尺寸金刚石单晶生长机制的研究,确立了优质克拉级金刚石单晶生长的实验技术。5.掺硼大尺寸金刚石单晶的合成及机理分析。研究了B掺杂对晶体颜色、生长缺陷和晶体生长速度的影响。另外,对克拉级掺硼金刚石单晶的合成及应用问题也进行了探讨。6.对掺B大尺寸金刚石单晶的拉曼光谱和电学性质进行测试分析。