多层式金刚石薄膜的制备工艺研究

利用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,通过逐次调整气压、碳源浓度等生长参数,沉积了晶粒尺寸逐层减小的多层式金刚石薄膜.场发射扫描电镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)测试显示其表层晶粒平均尺寸约为20nm,厚度和表面平均粗糙度分别为35.81μm和18.8nm(2μm×2μm),皆能满足高频声表面波器件用衬底的要求.实验结果表明,多层式生长方法是制备声表面波器件用金刚石衬底的理想方法.     

晶粒尺寸对CVD金刚石膜电学特性的影响

通过改变生长参数,采用热丝化学气相沉积(HFCVD)法制备了从10μm到90nm四种晶粒尺寸的金刚石膜,并制作了三明治结构的光电导探测器.采用原子力显微镜和拉曼光谱仪研究了薄膜的结构和表面形貌:表面粗糙度从423nm变化到15nm;晶粒越大,金刚石膜的质量越好.I-V特性测试结果表明随着晶粒尺寸的减小,金刚石膜的电阻率从1011Ω·cm减小到106Ω·cm.在5.9 keV的55Fe X射线辐照下,随着晶粒尺寸的减小,探测器的信噪比(SNR)呈减小趋势.     

[101]取向Li掺杂ZnO薄膜光学性能的研究

采用射频磁控溅射法在玻璃衬底上制备了[101]取向的Li:ZnO薄膜, 研究了该薄膜的光学性能随热处理温度变化的规律. 结果表明, 399nm的发光峰是由Li的杂质能级引起; 与[002]取向的薄膜相比, 未经热处理的[101]薄膜其光学带隙大, 且出现了380nm附近的带边发射(NBE) 峰; 在560～580℃热处理下, 其晶胞变小、光学带隙变窄、360nm 左右的带间发光峰红移; 当热处理温度升至610℃时, 薄膜中再次出现380nm的NBE峰.     

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱分析

采用显微拉曼光谱研究的掺氮的类金刚石薄膜,该薄膜分别经过能量密度为300,750和1500W/mm^2氩离子激光的退火处理。分析结果表明氮原子在类金刚石薄膜中形成了C-N键制约了C-H键的形成。由于C-N键的键能比C-H键的键能大得多。因此在激光退火过程中C-N键不易分解,所以随着氮含量的增加,类金刚石薄膜的激光退火后石墨化程度明显降低,具有比较好的热稳定性,而非掺氮的类金刚石薄膜由于C-H键含量比较高,因此激光退火后容易石墨化。     

氢和硼离子轰击可消除(001)面多晶金刚石膜的空位缺陷

在微波等离子体化学气相沉积金刚石膜时,采用负偏压使氢和硼离子轰击金刚石膜表面。发现单纯的氢离子的轰击会导致表面刻蚀,可使（001）面颗粒尺寸增大,用扫描电镜（SEM）和阴极发射光谱（CL）分析了硼离子掺杂后[001]取向的金刚石膜表面,发现CL中A峰消失,表明薄膜中位错密度降低,首次发现CL谱中741.5nm峰和575nm到625nm宽峰明显下降,表明在金刚石膜中,中性空位和氮空位缺陷基本消失,利用小原子穿透理论解释了这个现象。     

陶瓷氧化铝-金刚石薄膜复合材料的研究(英文)

以有机高分子化合物酒精和氢气为反应气体,用热丝 CVD法在 Al2O3陶瓷基片上沉积出 金刚石薄膜 ,用拉曼光谱, X射线衍射等方法进行了表征。探索了碳源浓度、热丝温度、基片温度 和预处理工艺对金刚石薄膜结构和性能的影响,并且得到了最佳的工艺条件。探讨了金刚石在 Al2O3衬底上的成核和生长机理。     

类金刚石薄膜中杂质Fe对其力学性能的影响

描述了利用射频等离子体溅射法采用不同阴极在衬底Ｓｉ片上形成类金刚石薄膜的杂质含量及杂质对厚度和硬度的影响分析与结果,比较了ＤＬＣ膜的力学性能在有无金属杂质情况下的异同,分析和计算了其硬度与硬度与制备参数间的关系,得出利用石墨作电极能制备出质量较好的ＤＬＣ膜,初步探讨在Ｓｉ衬底上沉积高硬度和强附着度类金刚石薄膜的有关工艺条件,并在理论上对这一结果进行了解释。     

一种新的ZnO/金刚石薄膜结构紫外光探测器

不同晶粒大小、高度c轴取向的氧化锌薄膜通过射频反应磁控溅射法成功地沉积在自支撑金刚石薄膜的成核面上.紫外光辐照下,ZnO/金刚石薄膜结构紫外光探测器有明显的光响应特性.探测器的暗电流、光电流与ZnO薄膜的晶粒尺寸及质量有关.在+10 V偏压条件下,氧化锌薄膜的晶粒尺寸越大,则探测器的暗电流越小而光电流越大.光电流的时间依赖性证实了载流子的陷阱效应.     

Al2O3陶瓷上金刚石膜生长工艺优化及α粒子响应

采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）法在氧化铝陶瓷衬底上沉积金刚石膜，并制作梳状电极的α粒子探测器．通过优化薄膜生长条件，发现酒精浓度为0.8%、沉积温度为850℃时，金刚石薄膜的介电常数最接近单晶金刚石膜，X射线衍射、喇曼光谱及扫描电子显微镜测试表明金刚石膜的质量较好.探测器的I-V测试结果表明暗电流在1e－8～1e－7A之间，α粒子（241Am 5.5MeV）辐照下电流为1e－5～1e－4A．     

(100)定向CVD金刚石薄膜的制备及其电学性能

采用HFCVD制备金刚石薄膜的方法,以乙醇为碳源，氢气为载气，在适当的衬底温度下，合成出具有(100)晶面取向均匀生长的金刚石薄膜．SEM，XRD和Raman分析表明,所合成的金刚石薄膜是高质量的多晶(100)取向膜，厚度均匀、化学性能稳定,结构和性能与天然金刚石相接近．研究了室温下(100)取向金刚石薄膜的暗电流电压特性、稳态55Fe 5.9keV X射线辐照下的响应和电容频率特性．结果表明，退火后(100)取向多晶金刚石薄膜具有较低的暗电流和较高的X射线响应；高频下，电容和介电损耗都很小且趋于稳定，不随频率的变化而变化．