目前人工合成金剛石單晶的方法主要可分為兩類：高溫高壓法（HTHP），化學氣相沉積法（CVD）。其中HTHP法可獲取的單粒尺寸相對較小，而且高溫高壓法合成的單晶可能含有觸媒等雜質，并且無法有效地進行半導體摻雜。

而化學氣相沉積法（CVD）是一種常見的薄膜材料制備方法，它利用氣相前驅體在特定條件下發(fā)生化學反應，在特定基底上沉積形成所需薄膜材料。在單晶金剛石材料的制備中，通常采用作為甲烷和氫氣作為前驅體，在高溫（約1000℃）、常壓（1大氣壓）或低壓條件下，以單晶金剛石襯底作為基底，以氣相外延的方式生長單晶金剛石，所用的單晶金剛石襯底可以是天然金剛石、HPHT金剛石或CVD金剛石。

據科學家介紹，培育金剛石的過程就像種糧食，“首先要有一個籽晶片，還需要用到甲烷氣體，甲烷在能量作用下，形成了一個碳的等離子體，這個等離子體就像灰塵一樣，在空氣中慢慢沉積到金剛石的籽晶片，一點一點沉積上去?！?/p>