Study for infrared spectroscopic ellipsometric properties of diamond films

Spectroscopic ellipsometric measurements in infrared region (2.5 - 12.5 μm) are carried out to characterize the structure and quality of diamond films grown by microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) and hot filament chemical vapor deposition (HFCVD), respectively. It is found that the establishnent of appropriate models has the strongest influence on the fit of ellipsometric spectra. The best fit is achieved for MPCVD film with a 77.5-nm middle layer of SiO2, and for HFCVD film with an 879-nm rough surface layer included by Bruggeman effective medium approtimation (EMA). Finally the refractive index and the extinction coefficient are calculated for both films, the results show that the film grown by MPCVD is optically much better than that grown by HFCVD at infrared wavelengths.     

采用MPCVD法在硅衬底上选择性生长金刚石膜

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在附有SiO2掩摸的硅衬底上选择性沉积出了金刚石膜。采用扫描电子显微镜（SEM）和Raman光谱仪对金刚石膜的表面形貌和结构进行了表征。并讨论了衬底温度对金刚石薄膜选择性沉积的影响。得出了较佳的沉积条件。     

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。     

氧化铝陶瓷衬底上金刚石[100]织构生长的氦增强刻蚀

用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）在氧化铝陶瓷衬底上成功地制备出具有[100]织构的金刚石薄膜,并对该薄膜进行了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和Raman光谱分析。由于氦原子具有高的电离能,因此本工作在反应气氛中引入了少量的氦。以提高氢等离子体的刻蚀效率,实验结果表明,少量氦气的引入促进了等离子体对非（100）面的选择性刻蚀,从而也有利于金刚石薄膜的[100]织构生长。     

四川蛇纹石猫眼的矿物组成及显微形貌研究

采用傅里叶变换红外吸收光谱(FTIR)、X射线粉晶衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析方法对四川蛇纹石猫眼进行了研究.结果表明四川蛇纹石猫眼主要组成矿物为纤蛇纹石,具有纤蛇纹石d202、006=0.2446nm(I/I0=29)和d202、006=0.2441nm(I/I0=27) X射线粉晶衍射的特征谱线.在960～1100cm-1间的红外谱图分裂成三个明显的谱带,570cm-1附近的红外谱带以肩状出现,3600～3690cm-1间的高频区出现两个谱带.蛇纹石纤维形态分为两类一类是纤维韧性好,外表光滑干净,未见明显的溶蚀现象;另一类纤维平直,韧性差,外表粘有一些杂质,见有较明显的溶蚀现象.在垂直纤维方向上,蛇纹石纤维表现出内核为圆柱状、外壳为多角形的"内园外方"的结构模式.     

Ellipsometric analysis and optical absorption characterization of nano-crystalline diamond film

A nano-crystalline diamond （NCD） film with a smooth surface was successfully deposited on silicon by a hot filament chemical vapor deposition （HFCVD） method. Scanning electron microscopy （SEM）, atomic force microscopy （AFM）, RAMAN scattering spectra, as well as spectroscopic ellipsometry were employed to characterize the as-grown film. By fitting the spectroscopic ellipsometric data in the energy range of 0.75-1.50 eV with a three-layer model, Sildiamond＋non-diamondldiamond＋ non-diamond＋voidlair, the optical constants are obtained. The refractive index of the NCD film varies little from 2.361 to 2.366 and the extinction coefficient is of the order of 10^-2. According to the optical transmittance and absorption coefficient in the wavelength range from 200 to 1 100 nm, the optical gap of the film is estimated to be 4.3 eV by a direct optical transition mechanics.     

基于(100)定向金刚石薄膜的辐射探测器研究

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）方法制备了100μm米厚高质量(100)定向金刚石薄膜. 利用(100)定向金刚石薄膜成功制备了α粒子探测器, -100V偏压下电荷平均收集效率为37.7%, 最大的电荷收集效率达到60%以上. 在此基础上, 通过在α粒子探测器条状电极面蒸镀一层合适厚度的硼(10B)膜转化层, 成功研制了金刚石中子探测器. 镀硼之后探测器对中子有明显的响应, 在1V/μm电场下, 对252Cf中子的能量分辨率达到9.3%,探测效率达到1.67%. 同时还研究了电场强度和硼(10B)层厚度对器件探测效率的影响规律. 在厚度<1.5μm时, 随着厚度的增加, 探测效率上升, 当厚度>1.5μm时, 探测效率下降.     

气体电子倍增器的研制及性能测试

气体电子倍增器(GEM)以其独特的性能在辐射探测器领域得到了广泛的应用,对50μm厚聚酰亚胺(kapton)薄膜利用真空热蒸发和激光掩膜打孔法制作GEM膜,孔径100μm,孔距223μm,并封装流气式探测器,有效探测面积3mm×3mm。5.9keV55F e X射线测量了GEM在不同高压和混合气体比例时的脉冲幅度分布情况。讨论了高压和气体比例对探测器计数率和能量分辨率的影响。结果表明GEM具有较高的信噪比,能量分辨率可达18.2%。     

四元并行电容性Frisch栅肖特基CdZnTe探测器

由于CdZnTe(CZT)探测器尺寸和能量分辨率受到工艺限制,采用电容性Frisch栅探测器结构,将多个薄的单元探测器并行叠加使其等效为大体积的探测器,用于克服单元小探测器探测效率低的缺点,同时单极电荷的几何结果有效克服了载流子的复合.探测器的电极接触为肖特基接触( In-p/CZT-AuCl3),进一步压缩了权重势,...     

四川软玉猫眼的红外光谱和X射线粉晶衍射特征

通过对四川软玉猫眼进行 X射线粉晶衍射 (XRD)、傅立叶变换红外光谱 (FTIR)分析 ,结果表明 :四川软玉猫眼主要由透闪石矿物组成。利用 XRD计算的晶胞参数为 :α0 =0 .984 nm～ 0 .985 nm,ь0 =1.780 nm～ 1.782 nm,с0 =0 .5 2 7nm～ 0 .5 2 8nm,β=10 6 .13°～ 10 6 .35°。傅立叶变换红外谱带中 :36 70 cm- 1附近的吸收谱带归属透闪石结构中 OH伸缩振动的 A带。 96 0 cm- 1～ 110 0 cm- 1间的谱带归属 (Si4 O1 1 )的伸缩振动。 6 0 0 cm- 1～ 80 0 cm- 1范围内谱带归属 υs Si- O- Si振动 ,4 0 0 cm- 1～ 6 0 0 cm- 1范围内的谱带归属(Si4 O1 1 )的弯曲振动和 Mg- O伸缩振动。