碳—氢—氯体系金刚石薄膜生长条件预测

首次计算了一碳－氢－氯体系中生长金刚石膜的相图，研究了该体系中金刚石生长区随衬底温度及氯含量变化的趋势，与实验结果符合较好，计算结果表明，Ｃ－Ｈ－Ｃｌ系相图中金刚石生长区被限制在两个小三角形（ＣＨ４－Ｈ－ＨＣｌ和ＣＣｌ４－ＨＣｌ－Ｃｌ）中变化，可能生长金刚石薄膜的碳氢氯组分波严格地限制在金刚石生长区内，并随生长温度和压力等条件而变化，当气相中氯含量与氢的含量相近时，金刚石生长区趋于消失，金刚石生长     

C-H-N体系生长金刚石薄膜

通过热力学分析从理论计算上给出了C－H－N体系中低压生长金刚石的三元相图．该相图中存在金刚石生长区．不同温度和压强下金刚石生长区几乎都位于CH₄－N连线以下,并且随衬底温度的改变而有显著的变化．随着氮含量的增加,金刚石生长区向碳含量减少的方向移动．使用该相图对优化添加含氮气源生长金刚石的实验条件提供了理论依据．     

低压下用CO H_2气体制备人造金刚石的相图计算

用非平衡热力学耦合模型计算了低压下由CO＋H2气体制备人造金刚石的相图．这些相图与经典的平衡热力学理论计算的相图不同，都有一个金刚石生长区．金刚石生长区的存在是实现用CO＋H2气体制备人造金刚石的热力学基础．本文认为相图中的金刚石生长区是体系中超平衡氢原子和超平衡氧原子对金刚石相和石墨相不同作用的结果．不同压力下相图中金刚石生长区的范围稍有不同，压力降低时，金刚石生长区将向低CO浓度的方向移动．本文还将计算的结果与报道的实验结果进行了对比分析，两者基本相符．     

低压下用CO＋H2气体轩人造金刚石的相图计算

用非平衡热力学耦合模型计算了低压下由ＣＯ＋Ｈ２气体制备人造金刚石的相图，这些相图与经典的平衡热力学理论计算的相图不同，都有一个金刚石生长区，金刚石生长区的存在是实现用ＣＯ＋Ｈ２气体制备人造金刚石的热力一文认为相图中的金刚石生长区是体系中体系中超平衡氢原子和超平衡２氧原子对金刚石相和石上不同作用的结果，不同压力下相图中金刚石生长区的稍有不同，压力降低时，金刚石生长区将向低ＣＯ浓度的方向移动，本文还将     

氮原子在CVD低压金刚石制备过程中的作用

根据理论计算得到了碳氢氮体系低压金刚石生长非平衡定态相图，结果与实验数据相当符合，并通过相图和热力学计算讨论了氮原子含量对金刚石生长条件的影响以及在ＣＶＤ金刚石制备过程中提高金刚石薄膜生长速率的原因。     

常压乙炔火焰制备金刚石的生长条件

本文用非平衡热力学耦合模型计算了常压乙炔火焰生长金刚石的相图，从理论上得到金刚石生长合适的衬底温度及气体流量比条件．不同衬底温度下氧气与乙炔流量比的范围是不同的．实验中通常的衬底温度在1000～1250K之间，此时合适的流量比范围应为0．8～1．1．衬底温度太低，不论流量比为何值，都不能生长金刚石．不同气体流量比时，衬底温度的范围也不相同，当流量比接近于1时，衬底温度的范围最宽；流量比偏离1时，衬底温度的范围将迅速变窄．本文从理论上得到的生长条件与报道的实验结果基本相符，因而可用于指导乙炔火焰生长金刚石的实验研究．     

卤素原子在化学气相淀积金刚石薄膜过程中的作用

根据非平衡热力学耦合模型计算得到了碳氢氟和碳氢氯体低压金刚石生长的非平衡定态相图，计算与大量实验事实符合良好。     

常压乙炔火焰制备金刚石的生长条件

本文用非平衡热力学耦合模型计算了常压乙焰火生长金刚石的相图，从理论上得到金刚石生长合适的衬底温度及气体流量比条件。不同衬底温度下氧气与乙炔流量比的范围是不同的。实验中通常的衬底温度在１００－１２５０Ｋ之间，此时合适的流量比范围应为０．８－１．１。衬底温度太低，不论流量比为何值，都不能生长金刚石。不同气体流量比时，衬底温度的范围也不相同，当流量比接近于１时，衬底温度的范围最宽；流量比偏离１时，衬底温     

Fe-Ni-C体系高温高压生长金刚石单晶的碳源供给

在Fe-Ni-C体系中高温高压生长金刚石单晶,通过对触媒和金属包覆膜的物相结构表征、相图分析以及热力学计算等方法探讨金刚石形核长大的碳源供给。研究发现:在金刚石形核的初期,由于石墨的不断熔入,触媒熔体会迅速形成对碳的过饱和溶液,并析出初生渗碳体。金刚石单晶合成之后触媒和金属包覆膜的组织与物相均以渗碳体为主。相图分析发现,金刚石的形核长大伴随有渗碳体的分解。热力学计算表明,在金刚石稳定生长区域,渗碳体向金刚石转变的相变自由能比石墨-金刚石的相变自由能更负。由此说明,Fe-Ni-C体系高温高压生长金刚石单晶的直接碳源并非石墨,而是渗碳体,即金刚石单晶来源于渗碳体高温高压的金刚石化而不是石墨的直接转化。     

激活温度对C-H体系低压金刚石生长条件的影响

本文根据非平衡热力学耦合模型计算了不同激活温度下的金刚石生长相图,研究了不同激活温度下金刚石生长区的变化．激活温度升高,金刚石生长区变大,有利于生长金刚石．对干不同的衬底温度,随激活温度的升高,金刚石生长区的变化也有所不同．     

激活温度对C—H,C—O和C—H—O体系低压金刚石生长条件的影响

激活温度和衬底温度是低压人造金刚石制备过程中的两个重要的温度参数，激活温度决定着制备过程中一些重要激活粒子如超平衡氢原子和超平衡氧原子等浓度，而衬底温度对能否 生长金刚石也有重要作用。采用合理的理论计算可以预测温度对金刚石生长条件的影响。本研究采用非平衡力学硝模型计算了Ｃ－Ｈ、Ｃ－Ｏ和Ｃ－Ｈ－Ｏ体系不同激活温度下的金刚石生长相图，研究了激活温度和衬底温度对金刚石生长区的影响规律。本研究结果将对金刚     

Investigation of the phase diagram of the Pb-Ga-Sb system

The growth of GaSb and its solid solutions from ‘neutral’ solvents could be useful to improve the characteristics of these materials. Pb can be used as such a ‘neutral’ solvent. The phase diagram of the system Pb-Ga-Sb was determined experimentally in a region where it could be used for liquid phase epitaxy. The results are compared with the calculated phase diagram. Photoluminescence characteristics and secondary ion mass spectroscopy analysis of samples grown from Pb containing liquid phases are discussed.     

含氮体系CVD低压金刚石薄膜淀积条件

根据非平衡热力学耦合模型理论首次计算得到了碳氢氮体系的金刚石生长的非平衡定态相图与近几年在国际上发表的该体系实验结果符合,可以为今后的实验研究提供定量化的理论依据。     

The process window for diamond deposition from the vapor phase with sulfur in the C–H–O feed gas mixtures

Theoretical predictions using a modified radical species ternary diagram for C–H–O system indicate that addition of sulfur expands the C–H–O gas phase compositional window for diamond deposition. Sulfur addition to no-growth domain increases the carbon super-saturation by binding the oxygen and the addition of sulfur to the non-diamond domain reduces the heavy carbon super-saturation by decreasing C_nH_m species concentration in the gas phase. The overall effect of sulfur addition to gas phase mixtures is characterized as that of oxygen addition to the C–H system, i.e. expansion of the compositional window over which diamond can be deposited from the gas phase. In addition, the increasing sulfur concentration to diamond domain feed gases beyond 2000 ppm did not affect the steady state gas phase composition but the quality of diamond was reduced.