不同等离子体体系中纳米金刚石薄膜制备的研究

利用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法分别在CH4／H2／Ar体系、CH4／H2／O2体系和C2H5OH／H2体系中进行纳米金刚石（NCD）薄膜的制备研究。采用原子力显微镜（AFM）和激光拉曼光谱（Raman）等方法对不同体系中制备得到的NCD薄膜的表面形貌及其质量进行了检测。结果表明：在CH4／H2体系中添加O2对于促进高平整度NCD薄膜的效果明显优于添加At;C2H5OH／H2体系更有利于制备颗粒更细、金刚石相含量更高的NCD薄膜。利用等离子体CVD技术的相关理论对上述结论进行了理论分析。     

化学气相沉积法制备超纳米金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积法,利用CH4、SiO2和Ar的混合气体在单晶硅片基底上制备出高质量的超纳米金刚石薄膜.表征结果显示,制备的薄膜致密而均匀,晶粒平均尺寸约7.47nm,表面粗糙度约15.72nm,并且其金刚石相的物相纯度相对较高,是质量优异的超纳米金刚石薄膜材料.     

CVD金刚石薄膜抛光技术的研究进展

采用化学气相沉积方法在非金刚石衬底上沉积的金刚石薄膜,本质上为多晶,而且表面粗糙。本文论述了目前国际上出现的抛光ＣＶＤ金刚石薄膜的主要方法,包括机械抛光法、热－化学抛光法、化学－＝机械抛光法、等离子体／离子束抛光法以及激光抛光法等。     

微波等离子体化学气相沉积方法制备纳米金刚石薄膜

为了制备出大面积均匀连续的纳米金刚石薄膜,并探索温度、气氛等条件对最终生长出的纳米金刚石薄膜样品的影响,使用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法,改变CH4、H2、Ar气体比例以及衬底温度,在不同生长条件下制备了5组金刚石薄膜样品.5组样品分别使用ESEM和拉曼光谱进行成膜质量、形貌、结构以及组分的表征,分析了不...     

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。     

金刚石薄膜的发展、制备及应用

简要介绍了金刚石薄膜的发展,总结了金刚石薄膜的几种主要制备工艺并对各种工艺的优、缺点进行了分析。结合对金刚石应用的讨论,阐述了金刚石薄膜在工业领域中的应用前景和发展趋势。     

CVD金刚石薄膜抛光技术的研究进展

采用化学气相沉积 (CVD)方法在非金刚石衬底上沉积的金刚石薄膜 ,本质上为多晶 ,而且表面粗糙。然而 ,在金刚石薄膜的许多重要应用领域 ,如光学和电子学 ,都要求金刚石薄膜具有光滑表面 ,以便器件的制备或后续加工。本文论述了目前国际上出现的抛光CVD金刚石薄膜的主要方法 ,包括机械抛光法、热 化学抛光法、化学 机械抛光法、等离子体 /离子束抛光法以及激光抛光法等 ,深入分析了这些抛光方法的优点和不足 ,指出了今后需要重点解决的问题。最后 ,展望了CVD金刚石薄膜抛光技术的发展趋势     

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。     

MPCVD法制备低粒径纳米金刚石薄膜的研究

采用微波等离子体化学气相沉积法,以Ar/H2/CH4为气源,通过改变气源流量比例和功率,探究生长低粒径纳米金刚石的最佳条件。利用X射线衍射仪和扫描电子显微镜分别对制备出的薄膜的晶粒尺寸和表面形貌进行了表征,并采用拉曼散射光谱仪对薄膜的质量及残余应力进行了分析。结果表明:氩氢浓度比例相对于功率和甲烷浓度等因素对金刚石粒径影响较大;随着氩氢浓度比例增大,金刚石粒径呈减小趋势;金刚石相对于石墨相的含量先减小后增大,且由拉曼G峰引起的拉应力不断增大;膜表面的团聚体尺寸逐渐减小,平整度随之提升。     

金刚石膜的性质,应用及国内外研究现状

重点介绍了金刚石膜的性质，应用领域及目前国内外研究现状。     

纳米金刚石及其稳定性

用ＴＮＴ／ＲＤＸ炸药爆炸所产生的瞬间高温高压制备了纳米金刚石粉体。用Ｘ射线衍射和透射电子显微镜测定金刚石微晶的尺寸约５￣１０ｎｍ。晶胞常数比常规大块金刚石有所增大。化学活性增高，红外吸收光谱表明其含有－ＣＯＯＨ，〉Ｃ＝０，－ＯＨ等基团，它们来自纳米金刚石表面的大量悬键吸附和晶粒中大量缺陷，用差热分析和热失重分析研究了它在空气和氮气氛中的热稳定性。结果表明其表面吸附的水、氧、氮和某些有机物，在高于１     

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.     

双偏压辅助HF-PECVD沉积纳米金刚石薄膜工艺参数的AFM分析

采用双偏压辅助热丝一等离子增强化学沉积系统制备了纳米金刚石薄膜.采用AFM、SEM、Raman等考察了不同工艺条件对纳米金刚石薄膜形貌、粗糙度、内部结构等的影响.结果表明,热丝温度降低,所形成薄膜的晶粒尺寸变大,薄膜表面高低起伏较大,粗糙度也随之增大;随着射频输出功率的增大,等离子体轰击基底的能力增强,但过大的功率会使构成薄膜的晶粒变大;随着偏压的不断增大,氢离子体对薄膜表面的刻蚀程度逐渐增大,从而有利于形成纳米金刚石薄膜.     

化学气相沉积法制备金刚石薄膜的工业应用

评述了金刚石薄膜的化学气相沉积方法,介绍了金刚石薄膜在工业中的应用前景,并分析了大规模应用所面临的技术困难。     

用氢气/甲醇混合气体在微波等离子体CVD中合成纳米晶粒金刚石膜

用微波等离子体增强化学气相沉积方法(MPECVD),利用氢气和甲醇的混合气体,在硅片上沉积出纳米晶粒的金刚石薄膜.用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)及扫描隧道显微镜(STM)对薄膜的晶粒平面平整性及纯度进行了表征.通过SEM发现,提高甲醇浓度或降低沉积温度可以减小金刚石膜的晶粒尺寸.拉曼光谱显示薄膜中确实存在纳米晶粒的金刚石,并且薄膜的主要成分为金刚石.用AFM测得薄膜表面的粗糙度Rms＜80m,STM观测晶粒的平均尺寸在10～20m之间.研究结果表明,用MPECVD方法,利用氢气和甲醇的混合气体是制备纳米晶粒金刚石膜的一种理想方法.     

金刚石/碳化硅复合梯度膜制备研究

采用微波等离子化学气相沉积(MW-PCVD)制备金刚石/碳化硅复合梯度膜.工作气体为H₂,CH₄和Si[CH₃]₄(四甲基硅烷,TMS),其中H₂∶CH₄=100∶0.6,Si[CH₃]₄为0％-O.05％,沉积压力为3300Pa,基体温度为700℃,微波功率为700W.基体为单晶硅,在沉积前用纳米金刚石颗粒处理.沉积后的样品经扫描电子显微镜(SEM),电子探针显微分析(EPMA),X射线能量损失分析(EDX)表明:沉积膜中的碳化硅含量是随Si[CH₃]₄流量的变化而改变.通过改变Si[CH₃]₄的流量可以制备金刚石/碳化硅复合梯度膜,且梯度膜中金刚石与复合膜过渡自然平滑.     

大尺寸CVD金刚石厚膜的制备及应用

采用电子辅助化学气相沉积法（ＥＡＣＶＤ）制备了直径１２０ｍｍ、厚度１ｍｍ以上的大尺寸金刚石厚膜,这是国内已见报道的最大成膜尺寸．ＳＥＭ和Ｒａｍａｎ光谱分析表明它是一种纯晶质的多晶金刚石材料;其硬度接近天然金刚石,远高于聚晶金刚石．将这种材料加工成拉丝模具,现场拉丝结果表明其拉丝效果与天然金刚石和进口优质聚晶相当,优于国产聚晶．用这种金刚石制成的拉丝模具可广泛用于拉制钨、钼、铜和不锈钢丝．     

电致变色纳米氧化镍薄膜的溶胶-凝胶法制备与表征

以无水氯化镍、乙醇为前驱液,加入适量的丁醇和柠檬酸为稳定剂,通过回流、水解得到稳定的溶胶;采用浸渍-提拉的方法在ITO导电玻璃上形成均匀的膜层;分析了溶胶制备中加水量的影响;研究了热处理温度对制备膜层的结构、光透过率的影响;对经过不同处理的膜层进行X射线衍射、透射电子显微镜、扫描电子显微镜、热重分析等研究表明:在空气中加热到350℃、保温30min薄膜分解为稳定的具有立方结构的NiO纳米晶;以氢氧化钾水溶液为电解质的循环伏安、电致变色实验结果表明制备的纳米氧化镍薄膜具有良好的电致变色特性.