金刚石SBD及RF-DC电路应用研究

采用微波等离子体化学气相沉积设备对单晶金刚石衬底进行氢等离子体处理,形成氢终端金刚石表面空穴电导,制备氢终端肖特基二极管。二极管采用金作为阴极金属,铝作为肖特基金属。接着通过金线键合技术制备了RF-DC电路。二极管表现出良好的整流特性,在正向电压为-5 V时,电流大小为1.13 mA。RF-DC电路采用了双金刚石肖特基二极管,确保信号输入的全周期都能保持工作。在10 MHz频段下,成功将射频电压信号由7 V的交流电转变成平均电压为1.97 V的直流电,转换效率为13.3%,与仿真结果一致。实验结果表明了金刚石肖特基二极管应用于RF-DC电路的可行性。

碳基射频电子器件研究进展

碳作为自然界中含量丰富的元素,其多样的同素异形体促进着社会科技不断发展。特别在半导体领域,金刚石、石墨烯以及碳纳米管凭借其超高的载流子迁移率和独特的能带结构,在高频、高功率甚至电力电子等方面有着巨大应用前景。本文综述了近年来碳基材料(金刚石、石墨烯和碳纳米管)在射频电子器件方面的研究进展,包括材料制备、特性分析、射频电子器件工艺和成果等。最后,列举了目前碳基材料在射频方面所面临的挑战,并展望未来碳基射频电子器件的进一步发展。

不同偏压下半导体器件能带图的绘制研究

能带图在半导体物理与器件的学习中占据重要地位。深入分析PN结在零偏、正偏和反偏电压下能带图的区别与联系,得到PN结能带图绘制的一般规律,并推广这个一般规律。把金半(Metal Semiconductor,MS)接触结构当作PN结的特例直接套用PN结中总结的规律,得到MS结构的能带图。再利用介质中的电位移连续性直接得到金属-氧化物-半导体(Metal Oxide Semiconductor,MOS)结的能带图。

爆轰合成纳米超微金刚石的提纯方法研究

用炸药爆轰的方法制备了纳米超微金刚石 ,分别用HCIO4、H2 SO4+K2 Cr2 O7以及H2 SO4+KMnO4等多种方法对纳米超微金刚石进行了提纯研究。用X射线衍射、差热和热失重对不同提纯方法得到的超微金刚石进行了分析。结果表明 ,H2 SO4+KMnO4提纯是一种高效、经济、安全、污染小、投资少的提纯新方法。

纳米炭纤维的储氢性能初探

主要阐述了用流动催化剂法制备的纳米炭纤维的储氢特性，发现在室温下纳米炭纤维可以快速大量吸氢纳米炭纤维的储氢量远远高于目前各种储氢材料的储氢容量100nm左右的炭纤维的储氢容量高达10％以上（质量分数），如此高的储氢容量使其在燃料电池等方面具有厂阔的应用前景.

基于RFPECVD方法不锈钢上沉积类金刚石薄膜的机械与摩擦特性

讨论用射频等离子体增强化学气相沉积 (RFPECVD)工艺 ,在室温下实现在 1Cr18Ni9Ti不锈钢基底上镀类金刚石(DLC)膜。为提高DLC膜的结合力 ,首先在不锈钢基底上沉积Ti/TiN/TiC功能梯度膜。借助所设计的界面过渡层 ,成功地在不锈钢基底上沉积了一定厚度的DLC膜。通过优化沉积参数 ,所沉积的DLC膜在与 10 0Cr6钢球对磨时摩擦系数低于 0 0 2 0。在摩擦过程中DLC膜的磨损机制借助SEM、Raman分析进行了研究。

类金刚石膜的结构与性能研究

用激光Ｒａｍａｎ谱和ＸＲＤ谱对用直流射频等离子体化学气相沉积法制备的类金刚石膜的结构进行了分析，并研究了工艺参数对膜的沉积速率、内应力和直流电阻率的影响。结果表明：类金刚石膜是由ｓｐ２和ｓｐ３键组成的非晶态碳膜，当负偏压高于３００Ｖ时，膜中ｓｐ３／ｓｐ２键的比值随负偏压的升高而降低。类金刚石膜的沉积速率与负偏压Ｖｂ成正比。膜内存在１～４．７ＧＰａ的压应力，随负偏压的升高而降低。膜的电阻率随负偏压的升高先增后降，这与膜中ｓｐ２／ｓｐ３的比值相对应。

硫促进剂对单壁纳米碳管生成的影响

研究了有机物催化热解法中含硫生长促进剂对单壁纳米碳管生成的影响,结果表明,含硫生长促进剂能促进单壁纳米碳管的生成,提高产率,并改变其直径数值的分布;促进剂的添加量大。

磷掺杂类金刚石薄膜的制备与性能研究

应用等离子体浸没离子注入与沉积方法合成了磷掺杂的类金刚石(P doped diamond like carbon,P-aopea DLC)薄膜。结构分析表明磷以微米级岛状结构分散于DLC薄膜表层,P的掺杂增加了DLC薄膜的无序性,俄歇能谱证明岛型区域是由P、C、O三种元素形成的化合物,衰减全反射傅里叶红外光谱(ATR-FTIR)的分析结果显示存在P-O-P和P-P-C的非对称伸缩振动。掺杂表面表现出强烈的亲水性(水接触角为16.9°),体外血小板粘附实验结果显示,P掺杂DLC薄膜表面粘附的血小板少且变形小,表现出的血液相容性优于热解碳和未改性DLCo。P-doped DLC薄膜与水的界面张力为2.7 nJ/cm2,具有较理想的接近于血细胞的界面张力,因此与血液保持了较高的相容性。

碳纳米管及其应用

综述了碳纳米管材料当前的研究状况、独特性质及其应用潜力,对碳纳米管材料的制备技术进行了简单介绍,详细说明了碳纳米管场致发射显示器的工作原理和制作技术、方法,讨论了碳纳米管材料在各种应用领域中的巨大应用前景,包括高强度复合材料、微机械、信息存储、纳米电子器件、平板场致发射显示器以及碳纳米管微操作等。利用碳纳米管材料制作的平板显示器具有优越的视觉性能,而且可以极大地降低生产成本。

大面积光学级金刚石自支撑膜制备、加工及应用

大面积光学级金刚石自支撑膜的制备和加工是近年来在CVD金刚石研究领域的最重要的技术进展之一.在军事和民用光学领域有非常重要的应用前景.本文综述了北京科技大学近年来在CVD金刚石膜光学应用领域的研究进展.给出了采用高功率直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)CVD工艺制备大面积光学级金刚石自支撑膜的研究结果,并报导了对所制备的光学级金刚石自支撑膜的光学、力学(机械)、热学、微波介电性能和抗激光损伤等方面的最新研究结果.

电泳电压对碳纳米管沉积薄膜及阴极场发射特性影响

电泳法是制作碳纳米管冷阴极的重要方法。电泳电压是电泳过程中的重要参数,不同电压会影响阴极沉积的厚度和效率、形貌结构及场发射特性。实验对比研究和机理分析认为,电压在20～30V区间内较易获得良好的碳纳米管场发射冷阴极。针对电泳边缘增厚效应,提出减小电场强度边缘效应方法。

Ⅱb型金刚石单晶的制备和半导体特性研究进展

Ⅱb型金刚石由于具有极佳的半导体性能,适合于制造高性能电力电子器件,可以在更高的温度和恶劣的环境下正常工作,是一种有发展前途的高温、大功率半导体材料。本文从结构、合成方法、半导体特性和应用等方面阐述了Ⅱb型半导体金刚石的研究现状,在此基础上提出了今后的研究方向。

金刚石半导体研究进展

金刚石具有一系列优异的物理化学性能,特别是独特的电学和热学性能,使其在半导体领域具有极佳的应用前景。通过详细评述金刚石的各种性能,以及与其他半导体材料的性能比较,提出了金刚石在半导体器件应用领域的优势。详细介绍了金刚石半导体掺杂以及金刚石半导体器件的种类和应用,并在此基础上展望了金刚石在半导体领域的应用。

β树脂含量对高密度各向同性炭性能的影响

以不同β树脂含量的中间相沥青炭微球（Ｍｅｓｏｃａｒｂｏｎ ｍｉｃｒｏｂｅａｄｓ，ＭＣＭＢｓ）为原料制备高密度各向同性炭块．通过 ＴＧＡ、ＳＥＭ、Ｉｎｓｔｒｏｎ等分析方法系统地研究了β树脂含量对炭块七学性能和断面形态的影响．分析了中间相沥青炭微球的自烧结机理,结果表明：由中间相沥青炭微球热压得到的生坯的炭比过程分为两个不同的阶段．塑性烧结和固相炭比：β树脂含量对最终炭比制品的性能影响显著．炭比后炭块的密度、弯曲强度等性能均随β树脂含量的增加先增加后降低．在β树脂含量为８．９ｗｔ％时出现最大值。

金刚石氮空位中心的研究进展及应用

综述了金刚石中氮空位(NV)中心的研究进展及应用。金刚石中NV中心是由一个氮原子取代金刚石中的一个碳原子,然后捕获周围的一个空穴形成的,是一种独特的荧光光散射吸收光谱晶格缺陷。首先介绍了金刚石晶体中NV中心的晶体结构以及光学和电学等基本性质。系统综述了金刚石中NV中心的国内外研究现状,包括在物理和生物等领域的重要应用。分析了其在磁场测量、温度测量、角速率测量的超高灵敏度优势,生物标记应用上的稳定性优势以及其他方面的独特的应用前景。指出了金刚石NV中心存在的可扩展性需提高和物理机制需继续研讨等问题,并且展望了金刚石NV中心未来的发展趋势。

液体中激光烧蚀固体靶制备纳米晶金刚石

一种独特的方法用来制备纳米晶金刚石，即在丙酮溶液中激光烧蚀石墨靶制备纳米晶金刚石。透射电镜（ＴＥＭ）和高分辨电镜（ＨＲＥＭ）分析表明，所制备的纳米晶金刚石为立方金刚石和六方金刚石晶体。

含掺杂的金刚石

含Ⅲ族与Ⅴ族元素掺杂的金刚石是宽禁带的半导体材料 ,同时具有优异的物理化学特性 ,在电子器件与光电子器件方面的应用具有极大潜力 ,成为近几年来国内外研究的热点之一。本文介绍了目前常用的掺杂方法、技术水平及金刚石半导体的应用前景。

金刚石薄膜半导体研究进展及其应用前景

ＣＶＤ金刚石薄膜是一种有发展前途的半导体材料，近几年来国内外研究取得了一定进展。目前采取的主要研究技术是在非金刚石衬底上生长掺杂金刚石多晶膜，其应用方向是耐高温和抗辐射的半导体器件。尽管金刚石薄膜半导体还有许多问题极待解决，但其应用前景十分广阔，到２０００年以后，市场销售额将超过金刚石膜工具而跃居首位。