產業技術總合研究所成功開發出全球首例以氣體為原料、無龜裂、體積1立方公分的單結晶鑽石。相較於以高溫高壓法製作出來的市售單結晶鑽石基板，體積達100倍。過去，次毫米（Submillimeter）等級的厚度會有龜裂問題產生，研究人員設法提升熱平衡性、精確控制實驗樣品位置，並在原料裡添加微量氧氣才終於克服該課題。
該研發起於2014年日本的內閣府計畫，其目的為使用新材料取代Si製作功率半導體，並實際導入產品上。其中，鑽石的耐電壓、熱電效率等物性水準居半導體物質之冠，廣泛應用的可期性佳。而實用化的前提條件，則是大型晶圓的成功及供應產線的確立。既有的製作發手法須在結晶長至次毫米、龜裂產生前先暫停一下，再次進行結晶成長，不斷反複這步驟至厚膜化才行；新研發則是採用以氣體為原料的化學氣相沉積法。
研究人員透過微波的脈衝（Pulse）化、結晶維持構造的最佳化等技術，提升實驗樣品周邊的熱平衡性，並透過精密控制樣品的位置來維持長時間成長中電漿與樣品表面之間的距離。另外，透過在原料氣體中添加微量氧氣，成功控制結晶載具（Holder）、樣品周邊異常成長的情況。一次合成可以連續使結晶成長至2~5mm的厚度，且毫無龜裂產生。透過這次的進展，期望今後能製作出大型單結晶半導體，達到鑽石半導體的實用化。