采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统,在单晶硅基底上,以三聚氰胺为氮源实现纳米金刚石(NCD)薄膜N原子掺杂,并通过控制反应气体的压力制备出不同条件的掺氮NCD薄膜。用场发射电子显微镜(FESEM)、原子力探针显微镜(AFM)和激光拉曼光...采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统,在单晶硅基底上,以三聚氰胺为氮源实现纳米金刚石(NCD)薄膜N原子掺杂,并通过控制反应气体的压力制备出不同条件的掺氮NCD薄膜。用场发射电子显微镜(FESEM)、原子力探针显微镜(AFM)和激光拉曼光谱(Raman)分析了不同气压对掺氮NCD薄膜表面形貌和物相成分的影响。结果显示:当压力由8 k Pa增加至12 k Pa时,薄膜颗粒尺寸减小,颗粒之间更加致密;表面粗糙度(RMS)也由90.4nm减少至40.4 nm;薄膜中金刚石相逐渐向SP2相转化。继续增加压力至15 k Pa时,薄膜颗粒尺寸呈增加趋势,并且分布不均匀;RMS也增加至131.5 nm;同时薄膜中SP2相含量达到最高。对12 k Pa条件下制备的掺氮NCD薄膜样品进行光电子能谱(XPS)检测,表明薄膜主要以SP2相碳含量为主,并且氮掺杂含量可达2.73%。展开更多
文摘采用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)系统,在单晶硅基底上,以三聚氰胺为氮源实现纳米金刚石(NCD)薄膜N原子掺杂,并通过控制反应气体的压力制备出不同条件的掺氮NCD薄膜。用场发射电子显微镜(FESEM)、原子力探针显微镜(AFM)和激光拉曼光谱(Raman)分析了不同气压对掺氮NCD薄膜表面形貌和物相成分的影响。结果显示:当压力由8 k Pa增加至12 k Pa时,薄膜颗粒尺寸减小,颗粒之间更加致密;表面粗糙度(RMS)也由90.4nm减少至40.4 nm;薄膜中金刚石相逐渐向SP2相转化。继续增加压力至15 k Pa时,薄膜颗粒尺寸呈增加趋势,并且分布不均匀;RMS也增加至131.5 nm;同时薄膜中SP2相含量达到最高。对12 k Pa条件下制备的掺氮NCD薄膜样品进行光电子能谱(XPS)检测,表明薄膜主要以SP2相碳含量为主,并且氮掺杂含量可达2.73%。