铜上采用镍过渡层化学气相沉积金刚石薄膜的研究

采用镍过渡层研究了铜基片上金刚石薄膜的化学气相沉积．镍过渡层与铜基底间在高温退火条件下形成的铜镍共晶体明显地增强了金刚石薄膜与铜基片之间的结合力．用扫描电子显微镜和激光Ｒａｍａｎ谱研究了薄膜的形貌和质量；采用高温氢等离子体退火工艺在基片表面形成的铜镍碳氢共晶体上抑制了无定形碳和石墨的形成，有利于金刚石薄膜的生长．金刚石薄膜的均匀性受到共晶体的均匀性的影响．

化学气相沉积金刚石薄膜刀具膜/基附着性能研究现状

CVD金刚石薄膜涂层刀具被认为是能最早实现CVD金刚石工业化应用的领域之一。目前,限制CVD金刚石薄膜涂层刀具产品大规模产业化应用的主要原因,是金刚石薄膜与硬质合金基底之间粘附性能较差。如何提高膜/基粘附性能,确保CVD金刚石薄膜涂层刀具优异性能的发挥、涂层刀具的使用寿命和加工性能,已成为材料科学工作者迫切需要解决的问题。介绍了影响CVD金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的主要因素、改善金刚石薄膜与硬质合金基体之间附着力的途径以及表征膜/基附着力的测试方法等方面的研究成果,并对提高低压气相金刚石薄膜硬质合金刀具膜/基附着性能的研究现状进行了分析。

化学气相沉积金刚石薄膜衬底的研究进展

讨论了化学气相沉积金刚石薄膜的各种衬底材料。气相合成金刚石衬底材料分为 3类 ,第一类是能和碳形成碳化物的衬底 ;第 2类是与碳不起反应 (不形成碳化物 )但能溶碳的衬底 ;第 3类是既不与碳反应又不溶碳的衬底。第一种一般与金刚石薄膜有比较好的粘合性 ,后两种虽然使金刚石成核容易 ,但衬底材料与金刚石薄膜结合性较差。

硅基籽晶上化学气相沉积金刚石薄膜及其场发射特性

通过控制电泳沉积(EPD)时间,在硅基片上沉积不同密度的金刚石籽晶。再用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备,在硅基籽晶上合成多晶金刚石薄膜。薄膜中通常含有非金刚石相碳成分。用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对样品的表面形貌和成分进行了表征,测量了样品的场发射特性。比较并分析了样品的表面形貌和非金刚石成分上的差异对金刚石薄膜场发射特性的影响。

热丝化学气相沉积金刚石薄膜空间场的数值分析

根据热丝化学气相沉积(HFCVD)金刚石薄膜的几何特点和工艺参数,建立了该系统的二维温度场、速度场和密度场 的耦合模型.利用该模型对沉积大面积金刚石薄膜的空间场进行了模拟计算,研究了沉积参数对空间场的影响.结果表明,衬底处 的温度分布和质量流密度的计算值与实测值相吻合.只有气体进口速度对质量流密度的均匀性影响最大,其它沉积参数对衬底温度 的均匀性、质量流密度的均匀性影响不大.从热丝阵列的最低温度出发,优选出沉积100 mm×100 mm、高质量金刚石薄膜比 较适宜的热丝几何参数.

化学气相沉积金刚石薄膜的摩擦学性能研究进展

介绍了化学气相沉积金刚石薄膜的主要方法 ,着重讨论了金刚石薄膜的摩擦学性能研究 ,简要分析了化学气相沉积金刚石薄膜中存在的问题。

微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜研究

本文系统研究了石英钟罩式微波等离子体辅助化学气相沉积装置对沉积金刚石薄膜的影响。与石英管式微波等离子体沉积装置相比，该装置能使用较高的沉积气压、较大的气体流量和较高的微波功率。本文着重研究了沉积气压、气体流量和甲烷浓度对金刚石薄膜形貌和生长速度的影响。发现生长速度随着沉积气压和甲烷浓度的增大而增大，晶体形态随着甲烷浓度的增大而变差。并使用该装置成功地在４００℃低温沉积了６０ｍｍ的金刚石薄膜。

{100}织构化学气相沉积金刚石薄膜的取向生长过程

为了研究化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜生长过程中{100}织构的形成机理,采用X射线衍射、电子背散射衍射和扫描电镜研究了CVD自支撑金刚石薄膜的宏观织构、微区晶界分布和表面形貌。结果表明:金刚石薄膜以{111}面或{100}面为生长前沿面都能够形成{100}织构,但形成的表面形貌不同;通过吸附CH^(-)_(3)和CH^(3-)在{111}面堆积碳原子时,通过{111}面的层层堆垛形成{100}面,且{100}面平行薄膜表面,暴露在晶粒表面的晶面只有{111}面;通过吸附CH^(2-)_(2)在{100}面上堆积碳原子时,形成的{100}面平行于薄膜表面且作为晶粒大部分表面,晶粒显露的侧面为{111}面。

新型微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜装置

微波等离子体化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）是制备金刚石薄膜的一种重要方法。为了获得金刚石薄膜的高速率大面积沉积，在国内首次研制成功了５ｋＷ带有石英真空窗的天线耦合水冷却不锈钢反应室式ＭＰＣＶＤ装置。初步用该装置成功在硅基片上沉积得到了金刚石薄膜。

微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜形貌分析

本文给出了微波等离子体化学气相沉积多晶金刚石薄膜及外延单晶金刚石薄膜的各种形貌,并对这些形貌的形成做了理论分析。

电子辅助热丝化学气相沉积金刚石薄膜中氢原子谱线与最佳成膜条件

采用蒙特卡罗方法,对以CH4/H2混合气体为源气体的EACVD中的氢原子发射过程进行了模拟。研究了不同实验条件下产生的H、CH3的数目与氢原子谱线相对强度的关系,给出了一种利用氢原子谱线来获得最佳成膜实验条件的方法。本工作对于有效控制工艺条件,生长出高质量的金刚石薄膜具有重要意义。

化学气相沉积金刚石薄膜探测器对α粒子的电荷收集效率

实验测量了自行研制的三明治电极结构化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜探测器在室温下对241Am,243Am与244Cmα粒子的能谱响应,得到了其α粒子响应电荷收集效率随偏压的变化关系;获得了不同偏压下其相对平均电荷收集效率及响应谱下降沿10%处的相对电荷收集效率。结果表明:所研制的CVD金刚石薄膜探测器性能稳定,对α粒子响应的电荷收集效率随偏压的增加而趋于饱和,对α粒子平均电荷收集效率达33.5%,谱下降沿10%处的电荷收集效率达57%。

化学气相沉积金刚石薄膜生长动力学模型

基于金刚石薄膜气相生长的表面反应机理，提出了一个动力学模型；建立了描述金刚石生长与无序碳沉积相互竞争机制的动力学演化方程；通过讨论该动力学方程的稳态解，细致刻划了不同Ｃ／Ｈ流比率条件下金刚石与无序碳的竞争生长过程。本模型的理论结果与实验数据的对比表明，它可以用于实际金刚石薄膜生长过程的研究，为生长工艺参数的优化提供理论基础。

化学气相沉积金刚石薄膜成核机理研究

本文综述了在化学气相沉积（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ ，ＣＶＤ） 金刚石薄膜过程中非金刚石衬底表面金刚石成核机理研究进展。主要讨论了衬底表面缺陷诱导金刚石成核模型，指出最大原子团的存在决定了金刚石成核是否能够在衬底表面发生；分析了金刚石在非金刚石衬底成核时的过渡层问题，提出了过渡层存在机理；对于在等离子体ＣＶＤ 中的偏压增强金刚石成核效应，提出的负偏压离子流增强成核模型和正偏压电子流增强成核模型，较好地解释了相关的实验现象：在表面反应机理基础上发展的金刚石成核动力学模型发现，在金刚石成核早期，较大的碳浓度可以极大地提高金刚石成核密度这一重要的金刚石成核现象。

微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜的进展

评述了用微波等离子体化学气相沉积法制备高质量人造金刚石薄膜的最新动态和发展趋势。介绍的内容包括:制备仪器、应用领域、沉积条件等。

化学气相沉积金刚石薄膜的表面过程

采用简单表面反应模式，对化学气相沉积金刚石薄膜的表面动力学过程进行了研究．得到了金刚石薄膜的沉积速率公式，揭示了影响薄膜生长的因素，并由此讨论了金刚石薄膜生长的机制和规律．

低偏压下化学气相沉积金刚石薄膜的生长形貌研究

在微波等离子体化学气相沉积装置中,研究了偏压电压、甲烷浓度及沉积气压对金刚石晶形显露的影响。实验结果表明,生长时施加低的衬底偏压对金刚石的晶形显露有较大的影响,正的偏压有利于(111)面显露,负偏压有利于(100)面显露。在低偏压条件下生长时,低的沉积气压和甲烷浓度有利于(111)面显露;而高的气压和甲烷浓度有利于(100)面显露。过高的甲烷浓度将恶化金刚石质量,出现菜花状组织,无明显的晶面显露。

直流等离子体-热丝化学气相沉积金刚石薄膜的研究

通过在传统热丝化学气相沉积装置中引入直流等离子体,设计了直流等离子体一热丝化学气相沉积金刚石薄膜的设备,设备中既包括相互独立的灯丝电压和施加的偏压。通过调节偏压可以控制所形成的等离子体的偏流。在这一改进的系统中研究了金刚石薄膜形核和生长过程,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)分析了金刚石的样品,结果表明,施加偏压不仅能大大促进金刚石的形核密度(1010cm-2)、提高金刚石薄膜的生长速率,金刚石薄膜的取向也随机取向变为(111)定向生长。

化学气相沉积金刚石薄膜及特性分析

本文利用热丝 CVD,电子束增强热丝 CVD 及射频等离子体 PCVD 方法,以甲烷(CH_4)、乙醇(C_2H_5OH)和 H_2的混合气体为原料,在Si(111)及石英玻璃基片上生长出金刚石薄膜。经X 射线衍射分析,喇曼光谱分析及扫描电镜观察确定为金刚石薄膜,且具有(111)面生长的取向一致性。研究发现在 Si 基片和金刚石薄膜之间有 Si_(1-x)C_x 过渡层。证明形成结晶状态良好的合适的 Si_(1-x)C_x 过渡层有利于生长致密的金刚石薄膜。