接近于金刚石相中的碳碳键长和键角，表层的碳碳键长为，与金刚石相的碳碳键长相差不大，表明氢终止表面的氢原子能维持杂化状态，防止金刚石相向杂化的石墨相坍塌，。
被氢原子覆盖的氢终止表面需萃取氢原子产生活性位点图为活性基团的生长提供位点，氢原子的萃取可以由高能氢原子氢氧根离子完成，驰豫后的模型与没有活性位点的基底相比变化不大，表面的重构碳碳键长为，键角为，而位点处的键长和键角有所不同，具体数值见图，可以看到，这些数值都更接近于金刚石相中的数值。
表明基底表面产生活性位点时仍能维持杂过程中常见的活性碳氢基团粒子的自由能，即和这种基团，以及在传统气氛中加入硼源或氮源制备硼掺杂和氮掺杂的过程中的活性基团粒子，包括以及。
使用软件的软件包的模块计算各个粒子的自由能，最后计算得出几种不同活性基团粒子的自由能如表所示。
图种金刚石基底模型图单活性基团的超晶胞模型表单个活性基团粒子的自由能吸附能在反应过程中，不同活性基团粒子的运动速度由快变慢并最终停止在基底表面上，并与之成键，这个过程中粒子速度降低而由动能转化而来的能量称之探讨化学气相沉积氮掺杂及硼掺杂金刚石的吸附生长过程晶体学论文简小刚，王俊鹏，何嘉诚不同反应气氛下氢终止金刚石表面的活化性能人工晶体学报，简小刚，甘熠华碳氢基团在孕镶金刚石表面吸附作用的机理研究人工晶体学报，秦娜，赵辉，刘士余表面性质的第性原理研究人工晶体学报，刘以良，孔凡杰，杨缤维，等金刚石延面生长的第性原理研究物理学报，胡盛志，谢兆雄，周朝晖晶体范德华半径的年物理化学学报，王凯悦，张文晋，张宇飞，等高温高压氮掺杂金刚石的光致发光研究人工晶体学报，简小刚，杨培康，黄新，胡吉博硼掺杂和氮掺杂金刚石的吸附生长过程研究人工晶体学报，基金国家自然科学基金中央高校专项基金。
掺杂基团是和已经完成掺杂的氮掺杂基底和硼掺杂基底都能够吸附碳氢基团实现掺杂过程中的连续生长，通过不断产生的活性位点交替吸附沉积碳氢基团和掺杂基团，以碳氮碳和碳硼碳交叉堆叠的形式来完成掺杂金刚石的生长。
而硼掺杂基底还能够继续吸附硼氢基团形成硼聚体，实现硼的大量掺杂，但氮掺杂时难以形成氮聚体，故难以实现氮的大量掺杂氮掺杂会引起金刚石的较大的晶格畸变，导致金刚石的晶格常数变化较大，而硼掺杂引起金刚石的晶格畸变相比较小，但在掺杂浓度升高形成硼聚体时也会导致较大的晶格畸变。
参考文献封全娇掺硼金刚石膜的制备工艺及性能研究格常数随之变大，。
硼掺杂时既可以通过碳硼碳堆叠的形式沉积，也可以硼硼堆叠形成硼聚体，因此可以实现硼的大量掺杂。
表中数据也可说明这点，硼掺杂金刚石基底在活性位点处能够吸附碳氢基团和硼氢基团，硼掺杂过程中可以实现金刚石层的连续生长，同时硼原子能够形成硼聚体碳氢基团的吸附能略大于硼氢基团的吸附能，要想实现硼原子的大量掺杂可通过控制反应中各基团的含量。
同时，相同类别的基团中，带有个氢原子的基团的吸附能最大，表明和基团是掺杂过程中最有利与掺杂生长的活性基团，与小节中的结论相致。
图硼掺杂金刚石基底对活性基团的吸附表硼掺杂图氮掺杂金刚石基底对活性基团的吸附表氮掺杂金刚石基底对活性基团的吸附能由吸附过程仿真可知，已经完成氮掺杂的金刚石基底在活性位点处只能够吸附碳氢基团，可以实现氮掺杂过程中金刚石层的连续生长，和通过碳氮碳的堆叠实现掺杂时的连续生长。
表中的数据也印证这点，吸附氮氢基团的吸附能与吸附碳氢基团的差距很大，也表明在氮掺杂过程中难以形成氮聚体，因此很难实现氮原子的大量掺杂。
同时，吸附碳氢基团时，带有个氢原子的基团的吸附能最大，表明基团是掺杂过程中最有利于掺杂生长的活性基团。
硼掺杂金刚石基底对硼氢基团和碳氢基团的吸附过程同样，已经取代基团，为硼掺杂和氮掺杂金刚石制备提供参考。
几何建模和计算方法基底模型的建立本文研究的是金刚石的同质生长过程，使用分子动力学软件建立模型，具体过程参考文献建模方法，建模过程如图所示。
首先建立金刚石单晶胞模型，如图，然后通过切割特定晶面和超晶胞建立晶向的金刚石超晶胞模型，超晶胞大小为，具有层碳原子，此碳层数最适合用于模拟提取和吸附过程，沿方向尺寸为最后建立真空层，真空层厚度设置为，该厚度适用于本研究。
氮掺杂金刚石基底对氮氢基团和碳氢基团的吸附过程已经取代掺杂成功的单原子氮掺杂金刚石在氢基团在孕镶金刚石表面吸附作用的机理研究人工晶体学报，秦娜，赵辉，刘士余表面性质的第性原理研究人工晶体学报，刘以良，孔凡杰，杨缤维，等金刚石延面生长的第性原理研究物理学报，胡盛志，谢兆雄，周朝晖晶体范德华半径的年物理化学学报，王凯悦，张文晋，张宇飞，等高温高压氮掺杂金刚石的光致发光研究人工晶体学报，简小刚，杨培康，黄新，胡吉博硼掺杂和氮掺杂金刚石的吸附生长过程研究人工晶体学报，基金国家自然科学基金中央高校专项基金。
氮掺杂金刚石基底对氮氢基团和碳氢基团的吸附过程已经取代掺杂成功的单原子氮掺杂金刚石在氮原子处产续生长，通过不断产生的活性位点交替吸附沉积碳氢基团和掺杂基团，以碳氮碳和碳硼碳交叉堆叠的形式来完成掺杂金刚石的生长。
而硼掺杂基底还能够继续吸附硼氢基团形成硼聚体，实现硼的大量掺杂，但氮掺杂时难以形成氮聚体，故难以实现氮的大量掺杂氮掺杂会引起金刚石的较大的晶格畸变，导致金刚石的晶格常数变化较大，而硼掺杂引起金刚石的晶格畸变相比较小，但在掺杂浓度升高形成硼聚体时也会导致较大的晶格畸变。
参考文献封全娇掺硼金刚石膜的制备工艺及性能研究长春吉林大学，贾宇明，杨邦朝掺硼金刚石薄膜热敏电阻器性能电子学报，王凯悦，朱玉梅，李志宏，现硼的大量掺杂。
表中数据也可说明这点，硼掺杂金刚石基底在活性位点处能够吸附碳氢基团和硼氢基团，硼掺杂过程中可以实现金刚石层的连续生长，同时硼原子能够形成硼聚体碳氢基团的吸附能略大于硼氢基团的吸附能，要想实现硼原子的大量掺杂可通过控制反应中各基团的含量。
同时，相同类别的基团中，带有个氢原子的基团的吸附能最大，表明和基团是掺杂过程中最有利与掺杂生长的活性基团，与小节中的结论相致。
图硼掺杂金刚石基底对活性基团的吸附表硼掺杂金刚石基底对活性基团的吸附能结论采用第性原理的平面波赝势方法研究了理想金刚石硼掺杂金刚石和氮掺探讨化学气相沉积氮掺杂及硼掺杂金刚石的吸附生长过程晶体学论文原子处产生活性位点来分别对碳氢基团和氮氢基团进行吸附模拟，吸附过程见图，活性基团可以是碳氢基团或氮氢基团，通过计算得到在有活性位点的氮掺杂金刚石基底上对不同活性基团的吸附能见表。
氮掺杂基底吸附碳氢基团时，无法吸附计算时几何模型无法充分驰豫，而吸附和的键长分别为和，与金刚石键长相差较大，再次说明氮掺杂会引起金刚石较大的晶格畸变吸附的键长是，这与氮原子的范德华直径相接近，表明两个氮原子间并没有成键，之间只有分子间作用力，说明已掺杂的氮原子处的活性位点难以吸附氮氢基团，故难以形成氮聚泛函理论的第性原理计算方法能从原子的微观层次上研究金刚石的掺杂生长机理，可从能量和化学键的角度分析金刚石的沉积生长方式以及活性基团与金刚石基底之间的吸附成键过程，。
本文借助软件的软件包的第性原理计算方法，分别建立并计算清洁表面氢终止表面以及有活性位点的氢终止表面的金刚石基底，通过计算获得最优金刚石基底模型借助不同活性基团在不同金刚石基底上吸附过程的仿真模拟，探究了硼原子和氮原子的掺杂过程及机理并通过分析对比成键的键长键角以及吸附能的大小获得了硼掺杂和氮掺杂金刚石沉积过程中最有利的生长活已经完成氮掺杂的金刚石基底在活性位点处只能够吸附碳氢基团，可以实现氮掺杂过程中金刚石层的连续生长，和通过碳氮碳的堆叠实现掺杂时的连续生长。
表中的数据也印证这点，吸附氮氢基团的吸附能与吸附碳氢基团的差距很大，也表明在氮掺杂过程中难以形成氮聚体，因此很难实现氮原子的大量掺杂。
同时，吸附碳氢基团时，带有个氢原子的基团的吸附能最大，表明基团是掺杂过程中最有利于掺杂生长的活性基团。
硼掺杂金刚石基底对硼氢基团和碳氢基团的吸附过程同样，已经取代掺杂成功的单硼原子掺杂金刚石在硼原子处产生活性位点来分别对碳氢基团和硼氢基团进行吸附，吸附活性位点来分别对碳氢基团和氮氢基团进行吸附模拟，吸附过程见图，活性基团可以是碳氢基团或氮氢基团，通过计算得到在有活性位点的氮掺杂金刚石基底上对不同活性基团的吸附能见表。
氮掺杂基底吸附碳氢基团时，无法吸附计算时几何模型无法充分驰豫，而吸附和的键长分别为和，与金刚石键长相差较大，再次说明氮掺杂会引起金刚石较大的晶格畸变吸附的键长是，这与氮原子的范德华直径相接近，表明两个氮原子间并没有成键，之间只有分子间作用力，说明已掺杂的氮原子处的活性位点难以吸附氮氢基团，故难以形成氮聚体。
基于密氮掺杂金刚石晶面的缺陷发光特性物理学报，林雪玲，潘凤春氮掺杂的金刚石磁性研究物理学报，卢东硼和氮掺杂金刚石膜的生长及特性研究长春吉林大学，王玉乾，王兵，甘孔银，等掺氮对纳米金刚石薄膜形貌及组成结构的影响武汉理工大学学报，廖克俊，王万录，张振刚，等热灯丝金刚石膜硼掺杂效应研究物理学报，孟凡顺，李久会，赵星第性原理研究偏析对晶界的影响物理学报，简小刚，张允华温度对金刚石涂层膜基界面力学性能的影响物理学报，简小刚，王俊鹏，何嘉诚不同反应气氛下氢终止金刚石表面的活化性能人工晶体学报，简小刚，甘熠华金刚石的生长吸附过程，计算了不同类型金刚石基底的最优化模型及不同金刚石基底对不同活性基团的吸附能，通过分析对比得到了以下结论氢终止表面的氢原子能够稳定金刚石相的杂化状态，防止金
探讨化学气相沉积氮掺杂及硼掺杂金刚石的吸附生长过程（晶体学论文）
