金刚石以其优异的物理和化学性能获得了人们的广泛关注,目前在工业领域也已得到了较大规模的应用。近年来,金刚石在量子点、半导体、光电子等方面展现出了巨大的应用潜力,拓展金刚石材料的新应用是领域内的重要前沿热点。众所周知,金刚石内部有诸多杂质,这些杂质不仅影响金刚石的生长,也直接影响了金刚石的各种性质。氧是其中最为常见的杂质之一,但我们对氧的了解却很少。近期的研究发现氧掺杂的金刚石具有n型特性,这进一步激发了研究人员对金刚石中氧及其相关杂质的兴趣。目前,氧对于金刚石生长和特性的影响尚未明晰,高质量、大尺寸含氧金刚石单晶的合成仍然是一个挑战。因此,开展氧掺杂金刚石的相关研究不仅利于拓展金刚石材料的功能特性,也对理解天然金刚石形成机理有重要科学意义。基于此,本课题在国产六面顶液压机上,以Fe-Ni为触媒,通过含氧添加剂（Ni O及Ni2O3）的引入,在高温高压下、富氧环境中开展金刚石大单晶的合成研究,探索氧对金刚石生长的影响。主要研究内容如下:（1）Ni O对Ib金刚石生长的影响在Fe-Ni-C体系中添加Ni O后合成金刚石,研究了Ni O对金刚石生长的影响,分析发现:随着Ni O添加量的提升,晶体质量逐渐变差,出现破损,直至没有晶形。氮的含量和存在形式也出现变化,添入Ni O后,氮含量均高于无Ni O添加合成出的金刚石,Ni O的添加量为4.0 wt%时,获得了含氮量达872 ppm的金刚石。且Ni O添加量在2.0 wt%及以上时,金刚石中出现A心氮。拉曼光谱表明,添加Ni O后拉曼峰位有不同程度的红移,氮含量越高,红移程度越大。半高宽代表的晶体应力变化与Ni O造成的晶体缺陷有关。晶形完整时,缺陷增多导致应力增大,半高宽变宽,Ni O添加量增加,缺陷积累到一定程度时,晶形出现破损,使应力得到部分释放,半高宽变窄。XPS表明氧以C=O、N-O成键的形式进入到金刚石晶格。（2）Ni2O3对Ib金刚石生长的影响在Fe-Ni-C体系中添加Ni2O3合成了相比于其他添加实验质量较高的含氧金刚石,分析实验结果发现,随着Ni2O3添加量的增加,金刚石生长速率下降,晶体生长V型区间上移,生长压力与温度条件提高,晶体质量变差,但质量仍优于其他含氧添加剂合成出的晶体,晶体的形貌由低氧含量时的多晶面变成以{111}面为主的八面体形貌。氧的存在会影响金刚石的氮含量及存在形式,Ni2O3添加后,样品的氮含量升高,且当Ni2O3的含量达到3.5 wt%时,A心氮开始出现。XPS结果证实O以C-O、C=O、O-C=O和N=O的形式成功进入到金刚石晶格。（3）Ni2O3对IIa金刚石的影响在能够合成出IIa型金刚石的Fe-Ni-Ti-C体系中引入了Ni2O3,研究了Ni2O3对IIa型金刚石生长的影响,发现:伴随Ni2O3的添加,合成出的金刚石,生长速率下降,晶体中出现包裹体,结晶度下降,晶体颜色发生改变。Ni2O3添加后,氧化了合成体系中的除氮剂钛（Ti）,金刚石氮含量提升,杂质更易进入金刚石晶格,硼元素进入金刚石晶格。XPS结果显示合成出的金刚石样品中氧以C-O、C=O成键的形式存在。