金刚石由于特殊的晶体结构使得其具有自然界已知材料中最高的硬度,同时还具有室温下最高的热导率,极低的热膨胀系数,优良的半导体性能和化学稳定性以及极佳的光学性能(高折射率、高色散值和高光学透过性)等多种优异性质,具有广泛的工业应用前景。但是,天然金刚石由于受到产量少,品质差异大,晶体形态及尺寸难以满足工业要求,价格高等不利因素的影响,严重阻碍了人们对其开发利用。微波等离子化学气相沉积法(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD)是利用微波等离子体化学气相沉积装置,在一定的温度和压力条件下生长金刚石晶体的方法,该方法具有生产成本低、沉积速度快、产品质量高等优点,是目前化学气相沉积法合成金刚石领域公认的最佳方法。本文通过多次实验,探索研究甲烷、氢气、氮气和氧气以及种晶类型、生长面、放置方式和反应仓压强、基底温度对MPCVD合成单晶金刚石的影响。通过常规宝石学仪器以及拉曼光谱、红外光谱等现代测试技术对实验样品进行检测分析,总结了MPCVD单晶金刚石的特征。最后总结展望其在工业领域及宝石学领域的应用前景。