微波等离子体化学气相沉积技术制备金刚石薄膜的研究

介绍了微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）制备金刚石薄膜的研究情况，重点论述了该法的制备工艺对金刚石薄膜质量的影响及其制备金刚石薄膜的应用前景。     

类金刚石薄膜残余应力的研究进展

类金刚石薄膜由于存在很大的残余应力,在实际应用中薄膜易产生裂纹、破裂甚至脱落。这些问题导致类金刚石薄膜在使用过程中过早失效。因此,缓解残余应力是类金刚石薄膜急需解决的问题和实际应用的需要。介绍了类金刚石薄膜残余应力的产生,对国内外调控残余应力的途径以及研究进展进行综述。使用有限元分析法模拟薄膜的残余应力可为类金刚石薄膜的制备和工艺设计提供参考。     

纳米金刚石薄膜的制备特点及特性

纳米金刚石薄膜具有金刚石薄膜和纳米材料的双重优异特性，而在制备工艺上又与金刚石薄膜有所不同，通过与金刚石作比较，综述了纳米金刚石薄膜的制备特点，表征方法；并列举了其在场发射、耐磨减摩等领域的应用和其独特性能。     

类金刚石薄膜的气相沉积新型工艺发展

类金刚石薄膜有着与金刚石薄膜相近的优异性能,且其制备条件相对而言比较温和,因此其制备工艺的发展一直得到广大研究者的关注。在各类型制备工艺中,低温气相沉积法由于其制备条件容易实现,生产设备可大规模生产化而得到了广泛的应用。简述了传统制备类金刚石薄膜的低温工艺,重点介绍了现阶段微波电子回旋等离子体沉积和真空磁过滤弧沉积等新型工艺发展现状。     

大面积印刷纳米金刚石薄膜的场致发射的研究

研制了特定比例的纳米金刚石浆料,采用了丝网印刷工艺在石墨衬底上大面积印制了纳米金刚石场发射薄膜,实验探索了石墨衬底纳米金刚石薄膜的烧结工艺和后处理过程,利用扫描电镜(SEM)观察了纳米金刚石膜的表面形貌,经后处理的薄膜中纳米金刚石露出薄膜表面,纳米金刚石的棱角是天然的发射体.采用本课题组研制的多功能场发射测试台在10-6Pa的真空条件下进行了场发射特性的测试,结果发现石墨上低成本大面积印刷的纳米金刚石薄膜具有均匀稳定的场发射特性,作为电子器件的理想冷阴极发射,可在宇宙飞船、原子反应堆等恶劣条件下工作的平面显示器中得到应用.     

甲烷浓度对金刚石薄膜质量的影响

纳米金刚石薄膜具有优异的性能,已在多个领域获得广泛应用.但微波等离子体化学气相沉积制备的金刚石薄膜质量却严重受沉积工艺的影响,为了深入了解沉积工艺对制备的金刚石薄膜质量的影响,本文详细研究了甲烷浓度对微波等离子体化学气相沉积( MPCVD)金刚石薄膜质量的影响,利用扫描电镜、X射线衍射、拉曼光谱以及原子力显微镜对其进行...     

氟化类金刚石薄膜的研究进展

氟化类金刚石(FDLC)薄膜是在传统类金刚石膜基础上发展起来的一种新型表面改性材料.本文简述了FDLC薄膜的结构、性能,重点介绍了其制备工艺,讨论了源气体的种类和退火工艺对薄膜的影响.     

金刚石薄膜的性质、制备及应用

金刚石有着优异的物理化学性质，化学气相沉积金刚石薄膜的研究受到研究人员和工业界的广泛关注。通过评述金刚石薄膜的性质、制备方法及应用等方面的研究成果，着重阐述化学气相沉积金刚石薄膜技术的基本原理，分析了各种沉积技术的优、缺点。结合对金刚石薄膜应用的讨论，分析了金刚石薄膜在工业应用中存在的问题和制备技术的发展方向。分析结果表明：MWCVD法是高速率、高质量、大面积沉积金刚石薄膜的首选方法；而提高金刚石的生长速度、降低生产成本等是进一步开发刚石薄膜工业化应用所需解决的主要问题。     

形核工艺对金刚石膜形貌和电阻率的影响

金刚石薄膜电阻率的高低是薄膜绝缘性能优劣的直观反映,也是影响辐射剂量计器件性能的重要因素.针对目前形核工艺与电阻率的关系还不十分清楚的问题.本文研究了微波等离子体形核阶段工艺参数如基片位置、微波功率、甲烷浓度的变化对金刚石薄膜的表面形貌和电阻率的影响.结果表明微波等离子体形核工艺参数对金刚石薄膜的电阻率和表面形貌有显著影响.获得的最佳成核工艺条件:基体温度960℃、甲烷浓度0.72%、压力5.3 kPa、微波功率1300 W.在此工艺条件下制得的金刚石薄膜的电阻率值达到1011 Ω·cm数量级.     

掺杂氟对类金刚石薄膜的影响

综述了氟化类金刚石薄膜(FDLC)的近期进展,重点介绍搀杂氟对类金刚石薄膜在结构、性能及沉积工艺上所带来的影响.     

金刚石及相关薄膜制备研究进展

金刚石及相关薄膜材料指的是金刚石薄膜和立方氮化硼薄膜,它们的制备技术被称为“新金刚石技术”。评述了这类材料制备技术研究进展,指出成核及生长机理的研究将是它们走向实用化的关键。     

金刚石薄膜CVD制备方法及其评述

较系统地介绍了低压下化学气相合成(CVD)金刚石薄膜的主要方法 ,并对各种方法的优劣作了简要的评述     

Electrical properties of diamond films grown at low temperature

The unique electronic properties of diamond, associated with the emergence of chemical vapour deposition (CVD) methods for the growth of thin films on non-diamond substrates, have led to considerable interest in electronic devices fabricated from this material. In our previous work, we found that polycrystalline diamond films can be deposited at 250 °C using CH₄---CO₂ gas mixtures. Studying the electrical properties and the upcoming problems of applications of low-temperature diamond films are relevant concerns.

In this work, the electrical properties of diamond films grown at low temperatures were studied and compared with those of conventional diamond films. Platinum was used as the upper electrode. The resistivity of low-temperature diamond was around three orders of magnititude lower than that of conventional diamond. However, both the low temperature and conventional growth diamond exihibited rectifying behavior when platinum was used as the upper electrode.     

掺硼浓度对金刚石薄膜二次电子发射特性的影响

掺硼金刚石薄膜具有负电子亲和势和良好的电子运输性能且容易制备,作为冷阴极材料在图像显示技术和真空技术等领域都存在巨大的应用价值,引起人们的广泛关注。采用MPCVD法利用氢气、甲烷和硼烷的混合气体,制备出不同浓度的掺硼金刚石薄膜。结果表明,掺硼浓度影响金刚石薄膜的物相结构、组织形貌,进而影响其二次电子发射性能,当硼烷的流量为4mL/min时,制备的金刚石薄膜质量最好,二次电子发射系数约为90。     

P型和N型金刚石薄膜研究进展

金刚石薄膜有着高的热导率,高的介质击穿场强,高的载流子迁移率以及宽的禁带等优点,是非常理想的功能材料。掺杂使金刚石薄膜具有独特的电学和热学性能,使其在半导体领域具有广阔的应用前景,近年来成为国内外研究的热点之一。综述了金刚石薄膜P型掺杂和N型掺杂的研究现状,对金刚石薄膜N型掺杂研究中存在的问题进行了分析和探索,并对N型金刚石的前景进行了展望。     

火焰法在硬质合金上合成金刚石薄膜

用Ｏ２／Ｃ２Ｈ２燃烧火焰法在各种不同性质的衬底材料上直接合成金刚石薄膜，研究了硬质合金刀头的不同的冷却方式下，对合成金刚石膜的影响。结果表明：ＹＧ６硬质合金由于Ｃｏ的存在影响了金刚石膜的质量；当冷却方法不当时，硬质合金头刃部易过热；采和分段沉积法可改善金刚石膜与硬质合金的附着性。     

化学汽相沉积金刚石薄膜的生长

利用热丝化学汽相沉积法生长出优异的金刚石薄膜，研究表明，金刚石的成核依赖于沉积点的尖锐度，薄膜的生长包括晶粒长大和薄膜上的二次成核及其生长，可用分层生长来描述，金刚石晶粒的生长由外延生长和二次成核及其生长组成。也是分层进行的，结果导致了金刚石晶体和薄膜的层状结构。     

微波等离子体化学气相沉积——一种制备金刚石膜的理想方法

综述了微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备金刚石膜技术,表明MPCVD是高速、大面积、高质量制备金刚石膜的首选方法。介绍了几种常用的MPCVD装置类型,从MPCVD装置的结构特点可以看到,用该类型装置在生长CVD金刚石膜时显示出独特的优越性和灵活性。用MPCVD法制备出的金刚石膜其性能接近甚至超过天然金刚石,并在多个领域得到广泛应用。     

硅衬底上高增透金刚石膜的制备研究

采用甲烷和氢气作为工作气体,在热丝化学气相沉积(HFCVD)设备上采用五段式沉积法制备了金刚石薄膜,用扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及傅立叶红外光谱仪研究了金刚石膜的结构和性质.结果表明,采用五段式沉积法可以得到晶粒大小达到纳米级的、表面粗糙度较小、金刚石纯度较高的金刚石膜,其最大增透率超过70%,能满足作为光学窗口增透膜的应用要求.