斯坦福大學、賓夕法尼亞州立大學、治亞理工學院和加利福尼亞大學戴維斯分校的研究小組使用了日本雙日機械公司的（-201）β-Ga₂O₃襯底，襯底為錫摻雜，使用直徑5-10nm的金剛石納米顆粒，懸浮在去離子水和二甲基亞砜（DMSO）中。膠態分散體具有各種ZETA電位，既有正電也有負電。研究人員嘗試了三種播種過程：超聲處理、滴入和聚合物輔助。

　　金剛石的主要生長是通過微波等離子體化學氣相沉積（CVD），碳源是甲烷（CH4），生長溫度為500℃-700℃。研究人員發現，超聲波種子不能用于后續的CVD工藝，因為種子沉積會產生裸露的Ga₂O₃斑塊，而該部分會被CVD反應室中的氫等離子體分解，這會造成不連續的金剛石層。

　　滴播使用了用DMSO稀釋的納米顆粒懸浮液。這使得可以通過CVD生長連續的金剛石層。但是，厚的籽晶層形成了不均勻的CVD金剛石層。此外，如果厚度大于200nm，則金剛石傾向于分層。這歸因于Ga₂O₃和金剛石之間較大的熱膨脹系數（CTE）不匹配。

　　聚合物輔助晶種包括預先用聚二烯丙基二甲基氯化銨（PDDAC）覆蓋Ga₂O₃表面。這產生了負電位表面，該表面吸引了具有正zeta電位的金剛石納米顆粒。所得種子層由密度大于10¹² / cm²的納米顆粒單層組成。

　　研究發現具有單個聚合物輔助晶種層的CVD生長覆蓋率不足，無法保護Ga₂O₃免受氫等離子體的攻擊。修改方法后，得到了三個納米粒子單層，但是CVD金剛石依然不均勻。最后，研究人員通過等離子增強CVD在Ga₂O₃上施加了一層薄薄的二氧化硅（SiO₂）層。SiO₂在氫等離子體下比Ga₂O₃易于分解。這允許使用聚合物輔助納米顆粒的單層作為種子。

　　最終所得的金剛石薄膜均勻性很出色。層厚度為19nm SiO₂和260nm金剛石。在100nm SiO₂上生長的金剛石層達到930nm的厚度-平均晶粒尺寸為~400nm。較薄的薄膜的晶粒尺寸為~130nm。

　　該團隊表示，添加介電層可防止基材腐蝕，并改善金剛石在表面上的附著力。而且，由于通過降低金剛石和介電層之間的CTE不匹配，減少了金剛石膜的殘余應力，因此可以實現更厚的金剛石生長。

　　時域和頻域熱反射率（TDTR和FDTR）用于表征熱導率和邊界電阻。熱反射包括檢測由脈沖激光輻射產生的聲波，分析所得的響應以提取材料結構的熱性能。例如，TDTR研究使用82nm的金層作為1.2MHz激光脈沖和聲波之間的換能器，以提取熱導率。使用TDTR熱導率作為輸入的一部分，在10kHz-20MHz范圍內的FDTR能夠導出邊界電阻。發現這些FDTR抗性比僅使用TDTR得出的估計值更為精確。

　　估計~260nm金剛石薄膜的方向平均導熱率約為~110W/m-K，使用TDTR和FDTR導出熱邊界電阻（TBR），SiO₂層約占30m²K / GW熱邊界電阻的四分之三。研究人員補充說：“TBR的其余部分主要源自金剛石成核區域缺陷和界面粗糙度。”