微结构对CVD金刚石X射线探测器电性能的影响

制备了结构为Au/金刚石膜/Si/Al的光导型X射线探测器,研究了金刚石膜微观结构对器件暗电流-电压特性、电流-温度特性以及在稳态X射线辐照下响应特性的影响.研究表明,采用[001]结构金刚石膜制备的器件具有较大的暗电流和X射线响应.在高于500K的温度区域内,随着温度的上升,器件暗电流以指数式上升,这可能与Si占据金刚石格点产生1.68eV的激活能有关.     

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。     

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。     

空气中烧成镍电极浆料的研究

介绍了空气中烧成的Ni电极浆料的制备。讨论了浆料中玻璃粉、硼粉含量及烧渗工艺等对电极性能的影响。结果表明:浆料中Ni粉的纯度应为99.5%,粒度为500目;w(Ni)应不低于65%;玻璃粉的软化温度为450℃左右;粒度为300目,w(玻璃)为20%左右。加入硼粉系作为抗氧化剂。于810℃的大气中烧渗,保温5 min,此贱金属镍电极可牢固地附着在陶瓷基体上,并具有良好的欧姆接触性能。     

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。     

薄膜取向性对金刚石紫外光探测器性能的影响

国际上一般采用任意取向的多晶薄膜作为探测级材料,所以电荷收集效率较低以至于灵敏度受到限制.本实验采用不同取向的多晶金刚石薄膜制作紫外光探测器,研究了薄膜取向性对探测器性能的影响,为进一步提高金刚石薄膜紫外光探测器的性能提供理论和实验依据.采用热丝辅助化学气相沉积(HFCVD)法,获得了晶粒尺寸接近的不同取向的金刚石薄膜.通过微电子加工工艺制备了不同取向的金刚石薄膜紫外光叉指结构探测器.研究表明,探测器性能与金刚石薄膜晶粒取向密切相关,使用(100)取向薄膜所获得的探测器性能明显得到改善,在225 nm紫外光下的光电流-暗电流之比以及190～700 nm波长范围内的紫外/可见分辨率均优于其它取向.     

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.