近年来，大尺寸化学气相沉积（CVD）金刚石单晶的高速生长和性质研究，引起国内外众多研究者的关注,引入不同气氛高速生长CVD金刚石单晶成为其中研究热点之一。本论文采用微波等离子体CVD（MPCVD）方法，在H2：CH4=750sccm：90sccm的气氛条件基础上，分别引入不同形式的氮氧元素（氮气N₂，氧气O2，笑气N₂O）在高温高压法（HTHP）合成的Ib型（100）金刚石单晶籽晶上同质外延生长金刚石单晶。对样品进行显微镜、OES、Raman、PL光谱以及SEM、AFM表征，研究了氮、氧引入后对CVD金刚石单晶生长速率、生长机制以及质量、光学性能等的影响。在反应气氛中引入N₂O，CVD金刚石单晶的生长速率在氮、氧基团共同作用下，有较大的提高，最大速率达到135μm/h。Raman光谱和PL光谱研究表明，引入2sccm N₂O时，样品的氮含量最少、质量最好。不同N₂O流量条件下生长的金刚石单晶表面形貌变化很大。适当引入N₂O，金刚石表面刻蚀坑尺寸和数量减少，显露出典型的台阶流动生长模式。氧、氮对台阶传播的竞争作用，使得生长出形貌较好的金刚石成为可能，为CVD金刚石单晶的多次生长奠定了良好基础，有利于大尺寸单晶的合成。与其他气体（N₂和O2）相比，引入N₂O生长金刚石有助于提高金刚石的生长速率，同时保持良好的品质，对高速生长高品质金刚石单晶有积极作用。