直流等离子体喷射CVD技术制备自支撑金刚石膜的新结构和新形貌(英文)

采用30kW高功率直流等离子体喷射CVD技术制备了自支撑金刚石膜的新型结构,通过使甲烷与氢气的浓度比随沉积时间变化的方法,制备了两层、三层和四层结构。扫描电镜结果显示所制备的层结构是由柱状晶和非常细晶粒组成的,而拉曼谱结果表明这层细晶粒具有纳米金刚石的激光散射特征。在甲烷与氢气的浓度比超过15%的沉积条件下,我们发现一种新形貌,这种形貌是由具有非常好的刻面的晶粒构成的。

直流弧光放电等离子体CVD金刚石薄膜中的晶体类型与特征

采用自主研制的直流弧光放电等离子体CVD设备,以甲烷和氢气为气源,在YG 6硬质合金基体上制备出主显晶面为(100)、(111)以及纳米晶粒的金刚石薄膜涂层。SEM观测其晶体类型主要为立方体、八面体、立方八面体,其中以立方八面体为主。随着碳源气体浓度的增加,金刚石晶体的形态会呈现从八面体-立方八面体-立方体顺序转变的趋势;而薄膜的表面形貌呈现从主显(111)晶面-(111)与(100)晶面混杂-主显(100)晶面顺序转变的特征。此外,CVD金刚石薄膜中还存在有许多类似接触孪晶、贯穿孪晶、复合孪晶,以及球形或聚晶晶粒形态的晶体,并且多数孪晶属于类似{111}复合孪晶结构。

直流辉光等离子体助进热丝CVD法沉积金刚石薄膜

采用直流辉光等离子体助进热丝 CVD的方法 ,低温 ( 5 5 0～ 6 2 0℃ )沉积得到晶态金刚石薄膜 .经X射线衍射谱、扫描电子显微镜及 Raman光谱分析表明 :稍高气压有利于金刚石薄膜的快速、致密生长 .

氩气对直流弧光放电PCVD金刚石薄膜晶体特征的影响

本文采用自主研制的直流弧光放电等离子体CVD设备,在YG6硬质合金基体上进行了不同氩气流量下金刚石薄膜的制备研究。采用SEM对金刚石薄膜的晶体特征进行了观察。结果表明,氩气对直流弧光放电等离子体CVD金刚石薄膜的晶体特征有明显影响。在CH4/H2恒定时(0.8%),硬质合金基体上制备的金刚石薄膜表面形貌随Ar流量增加而变化的规律,即从以(111)八面体晶面为主→(111)和(100)立方八面体混杂晶面→以(100)立方体晶面为主→菜花状的顺序转变;当Ar流量为420～700mL/min时,金刚石晶粒的平均尺寸由1.5μm逐步增大到7μm;Ar流量为700～910mL/min时,金刚石晶粒的平均尺寸由7μm急剧减小到纳米尺度,约50nm。

大面积无衬底自支撑金刚石厚膜沉积

讨论了在采用直流电弧等离子体喷射CVD工艺沉积大面积无衬底自支撑金刚石厚膜时遇到的若干技术问题．在制备过程中经常出现的膜炸裂现象，主要是由于膜和衬底材料线膨胀系数差异引起的巨大热应力，而衬底表面状态的控制、沉积过程中工艺参数的优化和控制也是一个重要的因素．因此，必须对整个金刚石厚膜沉积过程进行严格而系统的控制，才能有效地保证获得无裂纹大面积金刚石自支撑厚膜．

单晶MgO纳米带的生长特性和发光性能

本文采用直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法（DC Arc Plasma Jet CVD）．在氢气和氩气的高温等离子体作用下直接分解硝酸镁，在Mo衬底上制备了单晶MgO纳米带，并采用SEM、TEM及XRD等测试手段进行了形貌与结构表征,研究了生长时间对MgO纳米带形貌的影响。结果表明，生长时间为0．5min时，生长出顶部带有Mo纳米颗粒的“蝌蚪状”MgO纳米带,而整个纳米结构被较多的非晶MgO覆盖；当生长时间增加到2min时，顶部的Mo纳米颗粒几乎脱落,同时长出若干个纳米带．形成“树枝状”；生长时间进一步增加到5min时，形成完整的“带状”,其宽度约30-50nm：而生长时间达到12min时,纳米带又转变为“棒状”。机理分析表明，Mo催化VLS生长模式和VS生长模式共同作用下生长了MgO纳米带。另外,通过FTIR谱结合PL谱分析了缺陷及其引起的光致发光性能。由于MgO纳米带存在低配位氧离子（O_LC2-）空位等结构缺陷．具有紫蓝发光特性，而随着生长时间的增加，结构缺陷变少，随之紫蓝发射峰强度变弱。本文首次采用该方法制备了单晶MgO纳米带,该方法工艺简单，生长速率快,是非常经济、有效和环境友好的方法。

沉积温度对硬质合金表面沉积的SiC薄膜的影响

采用强电流直流伸展电弧等离子体CVD技术,以Ar、H2和四甲基硅烷(TMS)为先驱气体,在YG6硬质合金衬底表面制备了SiC薄膜。实验结果表明:随着沉积温度的升高,薄膜的致密性和平整度提高;但当沉积温度过高时,SiC薄膜的表面开始具有含非晶碳球和呈花瓣状的疏松结构。在合适的沉积温度下,SiC薄膜的致密性和平整度较好,且其具有较好的附着力和一定的强度,而这样的SiC薄膜可以阻止在金刚石涂层沉积过程中硬质合金中含有的Co对金刚石相沉积过程的有害作用。

化学气相沉积金刚石薄膜的介电性能研究(英文)

目的研究CVD金刚石薄膜的介电性能．方法采用直流电弧等离子体CVD制备金刚石薄膜，测定其结构和介电性能（频率与电导、介电常数及损耗因子的关系）．结果CVD金刚石薄膜的介电性能主要取决于样品的多晶性质，以及表面和晶界处的非金刚石相和杂质成分．在500℃下对样品进行退火可以除去其中的大部分非晶石墨相，但不能去除所有的非晶石墨相和杂质．结论CVD金刚石薄膜如果要在电子器件上获得应用，在样品的制备和后处理方面还有许多工作要做．

喷射CVD法制备金刚石厚膜及其内应力分析

采用直流电弧等离子体喷射CVD法制备出金刚石薄膜,利用扫描电子显微镜(SEM)、Raman光谱及X射线衍射(XRD)等研究基底温度对金刚石厚膜生长特性及内应力的影响。结果表明:950℃基底温度生长的金刚石厚膜结晶性能较好,纯度较高;而850℃和1050℃生长的金刚石厚膜表面呈现大量的孪晶缺陷,结晶度较低,同时出现较多的非金刚石碳,纯度较低。随着基底温度的增加,(111)晶面和(311)晶面的衍射峰强度逐渐增强,(220)晶面的衍射峰强度逐渐降低。850℃和950℃基底温度生长的金刚石厚膜的宏观应力和微观应力都呈现出拉应力,1050℃基底温度生长的金刚石厚膜的宏观应力和微观应力都呈现出压应力。

高速率生长c-BN薄膜

立方氮化硼(c-BN)类似于金刚石具有许多优异的化学和物理特性,例如它有高硬度(仅次于金刚石)、高热导率、良好的电绝缘性和宽带隙.立方氮化硼的分子结构和金刚石基本上相同,但它有更好的耐氧化性、耐热性和化学稳定性.所以c-BN可广泛用于电子、光学、机械、热沉、光电开关、工具及耐热、耐酸、耐蚀涂层等方面.特别是c-BN和Si单晶之间的晶格失配小于5%,可制备出性能良好的异质外延c-BN,为高温。