CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜，发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主；用高倍扫描电子显微镜分析显示，渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成。     

正偏压对纳米金刚石薄膜结构和电阻率的影响

采用电子辅助热丝化学气相沉积工艺, 在1kPa反应气压和施加不同的偏流条件下, 沉积了纳米金刚石薄膜. 用X射线衍射, 场发射扫描电镜和半导体特性表征系统对该薄膜进行了表征和分析. 结果表明, 施加偏流可以使薄膜晶粒呈现明显的(110)晶面择优取向, 表面形貌发生较大变化. 当偏流为8A时, 薄膜晶粒达到最小值, 约为20nm, 薄膜表面也最光滑. 本文讨论了在低气压和电子轰击条件下(110)晶面择优取向的形成机制及其对薄膜显微形貌和电阻率的影响关系.     

衬底表面预处理对金刚石薄膜形核及长大的影响

用燃烧火焰法在 TC4 Ti 合金和单晶 Si(001)面上沉积了金刚石薄膜。对合成的膜进行了扫描电镜、激光喇曼光谱分析。结果表明,金刚石薄膜的结构和形貌强烈取决于沉积温度、O_2/C_2H_2流量比等工艺参数。研究了衬底表面预处理对金刚石薄膜形核及长大的影响,并对表面预处理影响形核的原因进行了初步探讨。     

偏压对金刚石薄生成核和生长影响的研究

利用偏压增强ＭＰＣＶＤ法成功地实现了金刚石薄膜在附有ＳｉＯ２掩膜图形的镜面抛光的Ｓｉ（１００）上的选择性织构生长,列举了最佳偏压成核与选择生长条件,ＳＥＭ和Ｒａｍａｎ光谱对所得样品进行了表征,并对偏压对选择性成核和生长的影响机制进行了探讨。     

金刚石薄膜形核与长大动力学的研究

采用热丝ＣＶＤ法在半底上合成了金刚石薄膜，研究了工艺参数对金刚石形核与长大的影响规律。形核密度随甲烷深度的增加和抛光膏粒度的减小而增加，随衬底工上升而增加至极值后下降，衬底温度过低，形核密度增加但形核为球状。     

一种提高金刚石薄膜形核密度的新方法

报导了一种提高火焰法合成高质量金刚石薄膜形核密度的新方法-化学腐蚀法;研究了在化学腐蚀试样表面上金刚石的形核与生长行为、晶粒度与形核密度之间的关系。试验表明:经腐蚀后的样品,金刚石形核均匀致密,2min内便能形成连续的膜。金刚石形核密度随晶粒度的增加而增大。初步分析了化学腐蚀法提高形核密度的原因,认为晶界对金刚石的形核起重要作用。     

CVD金刚石的形核和生长

应用自制的热解丝CVD装置,研究了在金刚石沉积过程中改变甲烷浓度对其形核和生长的影响。结果表明,金刚石形核后,增加甲烷浓度,仍然可以在硅基底表面继续形成新的晶核。但是甲烷浓度由0．6％逐渐增加到1．2％时,所得最终形核密度比一开始就将甲烷浓度设为1．2％的形核密度低。新晶核比先形成的晶核具有较大的长大速度,随后所有晶核尺寸逐渐趋向相同。     

提高金刚石膜电阻率的几种方法

金刚石膜的电阻率是衡量金刚石膜性能的一个重要指标。由于各种因素的影响，沉积后的金刚石膜的电阻率比较低，还达不到实用要求，需要通过处理加以提高。介绍了几种后处理方法，并对其优缺点进行了比较。     

金刚石薄膜的形貌分析及（100）面择优生长

采用等离子体化学气相沉积制备金刚石薄膜，所制备的薄膜呈现不同的形貌，运用双层膜实现金刚石薄薄膜（１００）面的择优生长。分析了金刚石粒子晶体习性的内部制约因素，指出了合成金刚石形成是其内部结构因素与外部环境综合作用的结果。     

HFCVD金刚石薄膜在Mo基体表面的形核

采用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法在Mo基体上沉积金刚石薄膜,使用扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)对薄膜样品进行分析检测,研究了表面形核密度随碳源浓度的变化.结果表明:随着碳源浓度增加表面形核密度增大,当碳源浓度达到3%时,表面形核密度质量最佳,当浓度进一步增大时,形核密度下降;随着碳源浓度增加,生长加快,当生长过快时影响形核过程,形核密度下降.     

基于金刚石膜的X光辐射剂量计的制备及性能

采用微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)制备的高纯、高度[100]取向金刚石薄膜作为敏感材料,制作出具有简单的金属/金刚石薄膜/Si三明治结构的原型X光辐射剂量计;用稳态X光源测试其光电响应,结果表明,在8kV/cm的偏压条件下,剂量计对X光辐射有明显的输出电流信号响应,并且其大小与入射X光强度间存在良好的线性关系,说明这种剂量计可以用于剂量的定量检测;但输出电流信号在开始测量后近20min时间内一直持续增大,反映出器件工作时所需的稳定时间长,响应速度慢,将影响其在实时监测上的应用,需进一步改进.     

Effects of enhanced nucleation on the growth and thermal performance of diamond films deposited on BeO by hot filament CVD technique

A method of controlling the feeding concentration of methane was applied in a hot-filament chemical vapor deposition (HFCVD) in order to improve the nucleation of diamond on the beryllium oxide substrates. The nucleation density and the morphologies of diamond were investigated by scanning electron microscopy (SEM) and atomic force microscopy (AFM) while the thermal conductivities of substrates and the composites were detected by laser-diathermometer. The results show that the diamond thin film is in larger grain size with lower roughness when CH₄ and H₂ enter the chamber, respectively, rather than as a mixture, and the composites’ conductivity soared by 21%–31% compared with BeO substrates. At the conditions of separated gas entry, several projects with changes of the CH₄ flux during depositing were designed to discuss the influence of CH₄ concentration on diamond nucleation. The uniform and compact diamond thin films were acquired when the ratio of CH₄:H₂ at nucleation stage was in the range of 4%–8%.     

嵌段共聚物PEO-b-PS薄膜的微相分离形貌

为实现对PEO-b-PS薄膜微相分离形貌和纳米结构的调控,通过原子转移自由基聚合制备了不同嵌段结构的PEO-b-PS,使用原子力显微镜研究了嵌段结构及热处理条件对溶液旋涂制备的PEO-b-PS薄膜微相分离形貌的影响.结果表明:PEO-b-PS薄膜发生微相分离后呈现PS锥状突起的分散形貌;提高热处理温度使微相分离加快,相分离程度提高,PS微区尺寸增大;延长热处理时间使PS锥状突起更加明显;PEO链长一定时,PS链长增加导致PS锥状微区数量和尺寸增加;PS链长一定时,PEO链长增加使PS锥状微区数量减少;嵌段比一定时,嵌段共聚物分子量增加使PS微区尺寸增大.通过调节PEO-b-PS嵌段结构和薄膜的热处理条件,可以实现对PEO-b-PS薄膜微相分离结构的控制.     

Effect of gamma radiation on optical and electrical properties of tellurium dioxide thin films

Gamma radiation induced changes in the optical and electrical properties of tellurium dioxide (TeO₂) thin films, prepared by thermal evaporation, have been studied in detail. The optical characterization of the as-deposited thin films and that of the thin films exposed to various levels of gamma radiation dose clearly show that the optical bandgap decreases with increase in the gamma radiation dose up to a certain dose. At gamma radiation doses above this value, however, the optical bandgap has been found to increase. On the other hand, the current vs voltage plots for the as-deposited thin films and those for the thin films exposed to various levels of gamma radiation dose show that the current increases with the gamma radiation dose up to a certain dose and that the value of this particular dose depends upon the thickness of the film. The current has, however, been found to decrease with further increase in gamma radiation dose. The observed changes in both the optical and electrical properties indicate that TeO₂ thin films can be used as the real time gamma radiation dosimeter up to a certain dose, a quantity that depends upon the thickness of the film.     

系统压强对微波等离子体化学气相沉积金刚石成核的影响

为了在氧化铝上制备（100）定向织构的金刚石薄膜,必须先提高金刚石的成核密度,在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）系统中,采用低压成核的方法,在氧化铝陶瓷上沉积出高成核密度的金刚石薄膜,扫描电镜显示其成核密度可达10^8cm^-2。在此基础上,沉积出（100）织构的金刚石薄膜。     

交流磁控溅射制备ZAO薄膜工艺参数的研究

对于交流磁控溅射氧化锌铝陶瓷靶材制备ZAO薄膜,研究了氧流量、基体温度、靶电流密度、铝的掺杂量、本底真空压力和工作气体压力对ZAO薄膜电学性能的影响规律,优化了工艺参数,为工业化生产提供了实验依据.     

溅射工艺对LaNiO3薄膜结构和电性能的影响

采用射频磁控溅射法在Si(100)衬底上制备了LaNiO3薄膜.通过后续热处理使薄膜晶化,并用四探针法测量了薄膜的表面电阻率.借助X射线衍射分析、电感耦合等离子体发射光谱、原子力显微镜等手段研究了溅射工艺及热处理温度对薄膜显微结构的影响.实验结果表明,在氧气氛保护下,于550℃处理1h,薄膜晶化.溅射氧分压在10%～25%之间,700℃热处理时可以得到表面光滑致密且电性能较好的薄膜.     

Monte Carlo simulation of nucleation and growth of thin films

We study thin film growth using a lattice-gas, solid-on-solid model employing the Monte Carlo technique. The model is applied to chemical vapour deposition (CVD) by including the rate of arrival of the precursor molecules and their dissociation. We include several types of migration energies including the edge migration energy which allows the diffusive movement of the monomer along the interface of the growing film, as well as a migration energy which allows for motion transverse to the interface. Several well-known features of thin film growth are mimicked by this model, including some features of thin copper films growth by CVD. Other features reproduced are—compact clusters, fractal-like clusters, Frank-van der Merwe layer-by-layer growth and Volmer-Weber island growth. This method is applicable to film growth both by CVD and by physical vapour deposition (PVD).     

新型金刚石膜辐射剂量计的研究进展

在辐射研究与辐射应用中准确地测量辐射剂量或吸收剂量是一项重要的工作,因此对其所用测试仪器--剂量计的要求也就十分严格.现有的剂量计主要有电离室剂量计和Si二极管剂量计,它们在使用过程中均存在许多不足之处,有必要开发新型的辐射剂量计.近年来,国内外开展了用金刚石膜作为辐射探测材料的研究,并取得了许多进展.简要介绍了该辐射剂量计的原理、研究进展及应用前景.     

热丝碳化促进CVD金刚石成核增强的物理机制

采用扫描电镜、X射线衍射及喇曼光谱等手段研究了HFCVD过程中热丝碳化对金刚石成核特性的影响。热丝经充分碳化后能发射出更多热电子，进而从反应气体中激发出更多原子H和CH3^ ，使金刚石晶核的孕育期大为缩短，3min内即可在未经表面预处理Si衬底上获得10^10cm^-2以上的高晶核密度。