| 高取向金刚石薄膜的制备 |
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| 引用本文： | 熊礼威,彭环洋,汪建华,崔晓慧,龚国华.高取向金刚石薄膜的制备[J].表面技术,2016,45(11):10-15. |
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| 作者姓名： | 熊礼威 彭环洋 汪建华 崔晓慧 龚国华 |
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| 作者单位： | 武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉,430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉,430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉,430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉,430074;武汉工程大学材料科学与工程学院,武汉,430074 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金项目（51402220）；武汉工程大学青年基金项目（Q201501） |
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| 摘 要： | 目的研究不同甲烷体积分数、不同氮气流量分别对金刚石(111)面、(100)面生长的影响,实现在最佳工艺下制备高取向金刚石薄膜。方法采用微波等离子体增强化学气相沉积法制备高取向(111)面、(100)面金刚石薄膜,实验前一组(1~#—3~#)以CH_4/H_2为气源,后一组(4~#—5~#)以CH_4/H_2/N_2为气源,通过采用SEM、XRD分析不同甲烷体积分数下(111)面和不同氮气流量下(100)面的生长形貌、晶粒尺寸以及金刚石晶面特征峰强弱,同时还使用Raman测试两组分别改变甲烷体积分数、氮气流量工艺下金刚石特征峰、石墨峰的变化趋势。结果前一组随着甲烷体积分数的增加,金刚石(111)面逐渐清晰可见,低甲烷体积分数为2%时,H等离子体对金刚石表面刻蚀严重,形成少量表面粗糙的(111)面,当甲烷体积分数升到4.5%时,(111)面生长非常均匀,金刚石质量较高,继续提高甲烷体积分数,薄膜中非金刚石的含量增加,金刚石质量下降。后一组随着氮气流量的增加,金刚石(100)面的生长非常整齐平滑,在氮气流量为5 cm~3/min时,(100)面比较粗糙,由于有含氮基团的加入,其生长速率加快,进一步升高氮气流量到10 cm~3/min时,含氮基团的择优生长促进(100)面占据整个界面,同时削弱了其他晶面的生长。结论前一组甲烷体积分数为4.5%时,(111)面占据整个生长面,生长非常均匀,同时XRD测试金刚石(111)面特征峰也达到最强。后一组氮气流量为10 cm~3/min时,(100)面表面光洁度和平整度达到最佳。
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| 关 键 词： | MPECVD 甲烷体积分数 氮气流量 高取向 金刚石薄膜 表面形貌 |
| 收稿时间： | 2016/3/23 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2016/11/20 0:00:00 |
Preparation of High Oriented Diamond Films |
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| XIONG Li-wei,PENG Huan-yang,WANG Jian-hu,CUI Xiao-hui and GONG Guo-hua.Preparation of High Oriented Diamond Films[J].Surface Technology,2016,45(11):10-15. |
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| Authors: | XIONG Li-wei PENG Huan-yang WANG Jian-hu CUI Xiao-hui and GONG Guo-hua |
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| Affiliation: | School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, China,School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, China,School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, China,School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, China and School of Materials Science and Engineering, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430074, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | MPECVD methane volume fraction nitrogen flow rate high oriented diamond film surface morphology |
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