金刚石薄膜在粒子探测器中的应用

本文分析了金刚石薄膜作为粒子探测器的优势和劣势，介绍了金刚石薄膜粒子探测器的机理和电极结构、“探测器级”金刚石薄膜的主要制备方法和金刚石薄膜粒子探测器的发展水平，同时报道了我们制备的金刚石薄膜探测器在X射线和α粒子辐照下的响应测试结果，并分析了实现高性能探测器的障碍。     

金刚石薄膜的人工合成及其结合力的评估

在硬质合金ＷＣ—Ｃｏ基体上，用热丝ＣＶＤ法，人工合成出金刚石薄膜。利用Ｘ衍射、激光拉曼光谱和扫描电镜对金刚石薄膜的结构进行了测定，结果是令人满意的。精确测量金刚石薄膜与基体间的结合力是很困难的。本文报导了金刚石薄膜涂层刀具的实际切削结果，并以此来评估该涂层与基体间的结合力。     

金刚石薄膜半导体器件

介绍了金刚石薄膜的性质、当今金刚石薄膜半导体器件的技术、水平和性能。分析了金刚石薄膜作为半导体器件的优异性能、金刚石相对于硅的半导体器件性能的改善和存在的问题，并指出实现金刚石薄膜半导体器件的障碍。     

金刚石薄膜和类金刚石薄膜

本文介绍了金刚石薄膜和类金刚石薄膜的制备与薄膜性能分析方法,也介绍了它们的应用前景。本文给出了华北光电所研究类金刚石薄膜的结果。     

金刚石薄膜半导体器件

介绍了金刚石薄膜的性质、当今金刚石薄膜半导体器件的技术、水平和性能。分析了金刚石薄膜作为半导体器件的优异性能、金刚石相地于硅的半导体器件性能的改善和存在的问题中，并指出实现金刚石薄膜半导体器件的障碍。     

灯丝温度对生长金刚石薄膜的影响

用热丝化学气相沉积法在Si（110）和钛合金衬底上淀积了金刚石薄膜。借助扫描电镜、喇曼光谱和X射线衍射等分析手段，研究了灯丝温度和衬底表面预处理对合成金刚石薄膜的影响。灯丝温度超过2300℃时，金刚石薄膜中含有多晶碳化钨；灯丝温度在1500～1800℃之间时，非金刚石碳相的含量增加。经预淀积类金刚石薄膜后，金刚石薄膜的形核密度大于机械抛光的形核密度。     

火焰法合成大面积金刚石薄膜的初步研究

本文给出单喷嘴移动火焰在大气条件下合成大面积金刚石薄膜的初步试验结果。用喇曼光谱、扫描电镜分析了膜的结构和形貌。试验表明，移动火焰法能合成大面积高质量的金刚石薄膜，薄膜的质量、均匀性强烈取决于沉积温度。     

金刚石薄膜的低温合成技术

本文综述了国内外低温和室温合成金刚石薄膜的发展现状和动态，介绍了几种典型的低温和室温合成金刚石薄膜的方法及工艺特点，给出了低温合成金刚石薄膜的一些基本规律。     

用Van der Pauw法研究硼重掺杂金刚石薄膜电学性质

以B2O3作掺杂剂，用热丝辅助化学气相沉积法成功合成了硼掺杂半导体金刚石薄膜．用VanderPauw法测量了掺硼金刚石薄膜的电阻率、霍耳迁移率以及载流子浓度随温度的变化关系．实验结果表明：杂质硼原子的激活能为0．078eV，室温迁移率为18cm2·V－1·s－1，远小于单晶金刚石的空穴迁移率．并根据实验结果对金刚石薄膜的导电机制、散射机制等作了分析．     

采用微波等离子体平整金刚石薄膜的实验研究

金刚石薄膜的表面平整是金刚石薄膜应用于光学、电学等领域的关键。采用氧气作气源，研究了微波等离子体工艺参数如微波功率、基台位置、氧气流量对平整金刚石薄膜效果的影响。处理后的样品用SEM、AFM观察表面形貌、测试了表面粗糙度。实验表明微波等离子体工艺参数对金刚石薄膜的表面平整效果有显著影响，并且这些参数是相互关联的。在适宜的条件下，金刚石薄膜的表面粗糙度明显降低，约为处理前的一半。该法可对金刚石薄膜进行原位处理，方便有效。     

Heat transfer and residual stress modeling of a diamond film heat sink for high power laser diodes

A three-dimensional finite element model of heat transfer and residual stress within high power laser diodes and their heat sinks is developed. These components are typically used in telecommunication applications. The model addresses both p-side down and p-side up laser diodes mounted on a variety of commercially available gold plated diamond heat sinks. In addition, the model is optimized with respect to the dimensions of the diamond film, and the laser diode cavity lengths. Finally, the design and performance of diamond film heat sinks for high performance GaAs and InP laser diodes are discussed. The results demonstrate the superior performance achieved through thermal engineering of the dominant thermal transport path from the laser diode heat source through diamond films to the heat sink.     

高质量CVD金刚石自支撑膜的连续激光损伤研究

利用HJ - 4型连续CO2 激光对金刚石膜进行了激光损伤阈值的研究,损伤后的金刚石膜用SEM和Raman进行了表征。研究结果表明,高质量CVD自支撑金刚石膜具有较高的 激光损伤阈值,金刚石膜抗连续激光损伤阈值的范围是在1. 15 ×106 ～2. 26 ×106W / cm2。金刚石膜激光损伤主要是由于热震损伤,其机制属于热- 力耦合机制。     

激光诱导等离子体在金刚石表面沉积金属薄膜

介绍了一种利用脉冲准分子激光轰击钛(或镍)靶诱导出等离子体从而在金刚石颗粒表面沉积Ti，Ni等金属保护层的新方法。使用抗压强度测定仪测定并比较了金刚石颗粒表面镀敷金属层前后的抗压强度值，使用金相显微镜观察了金刚石镀膜前后的表面微观状态，并利用x射线衍射仪(XRD)测定了沉积在金刚石颗粒表面金属层的组份。结果表明，利用脉冲准分子激光在金刚石颗粒表面镀Ti后其抗压强度显著增加，而且由于脉冲准分子激光轰击金属靶材后诱导的等离子体能量较高，即使在非高温工作情况下也可在金刚石表面生成TiC膜，这大大提高了金属膜层与金刚石颗粒之间的结合紧密度，这种TiC膜层的形成对于延长金刚石锯片的使用寿命具有重大意义。     

脉冲激光沉积类金刚石膜技术

脉冲激光沉积(PLD)技术制备类金刚石(DLC)薄膜存在着金刚石相含量较低、石墨颗粒多、薄膜与衬底附着力差、膜内应力大等技术难题,为此,研究人员研究出了多种技术措施,如通过引入背景气体、超快激光、偏压、磁场以及加热等措施提高了薄膜金刚石相含量;采用金刚石或丙酮靶材、减小单脉冲能量等措施减少了石墨颗粒;采用间歇沉积、真空退火、超快激光等措施减少了膜内应力;合理没计过渡层改善了膜与衬底间的附着力等.这些技术有力地推动了脉冲激光沉积技术的发展.     

激光焊接金刚石圆锯片的试验研究

采用特殊设计的准封离型折叠式800W基模CO2激光器，进行激光焊接金刚石圆锯片。研究了激光焊接的参数和焊缝的金相组织。采用激光焊接，能显著地提高金刚石圆锯片的结合强度和承载能力。     

金刚石薄膜涂层刀具切削性能研究

金刚石涂层具有与天然金刚石相同的优异特性：高硬度，低摩擦系数，高耐磨和高导热性能。金刚石涂层刀具用于车削，进而用于铣削和间断切削，特别适用于现代高速干切削加工，从而提高生产率。本文介绍金刚石涂层刀具研究现状以及笔者进行切削试验的结果。     

动光式激光切割无缝拼接技术的研究与应用

为了提高动光式激光切割振镜加工网格之间的拼接精度,首先采用线性插值方法,补偿激光光点在不同区域内两轴的区域系数,再利用射影变换建立任意两个平面之间点的射影变换矩阵,以补偿双振镜的梯形以及菱形畸变,通过上述补偿保证整个扫描场中所有的坐标都符合一个线性的比例关系。将该方法应用于柔性印制电路板的切割,得到的切割精度和效率远高于普通的定光式切割。结果表明,通过以上方法的补偿后,激光切割系统的网格之间拼接精度大幅度提升,达到国外最新同类系统的精度与效率,具有广阔的应用前景。     

Control of polishing of diamond films using microactuation and an atmospheric pressure plasma

In this work, the diamond deposited by hot filament chemical vapor deposition (CVD) is polished using an atmospheric pressure plasma. In order to position the film relative to the plasma, a microactuator system is designed using a stack of domed piezoelectric actuators. A dynamic model based on the physical system is developed and the model parameters are measured experimentally. A system based on laser triangulation is used to measure the position of the diamond film relative to the plasma. Control techniques are used to reduce the oscillations during actuation and to eliminate the steady state positioning error. With the application of feedback control, the overshoot is reduced to 2% and the settling time is reduced to 0.3 s. A preliminary set of experiments is performed to relate process parameters to the final surface roughness of the diamond film. The parameters studied include the film's time of exposure to the plasma, the height of the film relative to the plasma, and the distance from the film to the center of the plasma. It is found that the optimum exposure time is 15 min and the reduction of surface roughness is greatest when the distance between the film and the plasma is at a minimum. The best results are obtained when the top of the film is even in elevation with the tip of the top electrode. The diamond film is translated laterally along the plasma. When feedback control is not used, there is no change in the surface roughness. With feedback control implemented, the surface roughness of the diamond film is reduced by 33%.     

衬底温度对机械瓣膜上沉积的类金刚石薄膜的影响

为掌握机械瓣膜衬底温度对类金刚石薄膜的影响规律,在实验中保持其它实验参数不变,机械瓣膜衬底温度分别取室温和150℃时,用脉冲激光沉积法在机械瓣膜上制备类金刚石薄膜。用Raman光谱仪对薄膜的微观结构进行检测;用原子力显微镜对薄膜的表面形貌和粗糙度进行检测。结果表明：当其它实验参数不变时,机械瓣膜衬底温度从室温升高到150℃时,薄膜的微观结构没有发生明显改变;薄膜表面的粗糙度减小。类金刚石薄膜和机械瓣膜衬底之间具有很好的黏附性。     

PLD方法在CVD金刚石膜上生长ZnO薄膜及其特性研究

采用脉冲激光沉积(PLD)技术,在(110)和(100)织构金刚石膜上成功制备出高度c-轴取向的ZnO薄膜,然后在纯氮气氛条件下对ZnO薄膜进行退火处理.作为比较,也在(100)Si上生长的ZnO薄膜进行了相同的处理.通过测量X射线衍射(XRD)谱和光致发光(PL)谱,研究了不同衬底性质和退火对薄膜结构和发光特性的影响.实验结果表明,在(100)织构金刚石上的ZnO膜具有最好的结晶质量,其半高宽只有0.2°.退火之后近紫外发光峰明显减弱的同时,绿色发光峰得到增强.这里归结为氮气退火后氧空位的增加,这点从退火后的XPS谱中可以得到进一步的确认.