催化剂、基底对ECR-CVD法制备碳纳米管的影响

采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD),CH4和H2为气源,分别以Fe3O4,Co纳米粒子及Fe(NO)3溶胶为催化剂在多孔硅基底上制备了碳纳米管;在Si(111)和石英基底上以Fe3O4纳米粒子为催化剂实现了碳纳米管的生长·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)对样品的形貌、尺寸及结构进行表征·讨论了催化剂和基底对碳纳米管形貌、密度和取向性的影响·结果表明:催化剂影响碳纳米管的成核密度和生长速度,基底通过影响催化剂的特性和分布均匀性,对碳纳米管的形貌和生长模式产生重要影响,以Fe3O4为催化剂在多孔硅上实现了碳纳米管的最优定向生长·

一种新型磁场MWECR-CVD和氢化非晶硅薄膜制备

为了简化多电磁线圈 MWECR- CVD装置 ,提出将单个电磁线圈和一个永磁体单元组合 ,以形成所需的新型磁场 .这一磁场可使等离子体集聚于样片台上方 ,显著提高了等离子体的能量密度 .应用这种新型磁场的 MWE-CR- CVD装置沉积氢化非晶硅薄膜 ,与采用单电磁线圈或双电磁线圈时相比 ,薄膜沉积速度大幅度提高 ,沉积速度达到采用传统 RF-

ECR等离子体刻蚀增强机械抛光CVD金刚石

采用电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀与机械抛光相结合的方法抛光化学气相沉积(CVD)金刚石,运用扫描电镜、Raman光谱观察、分析了刻蚀与抛光后金刚石的表面形貌和质量变化,并与单纯的机械抛光相比较,研究了等离子体刻蚀对后续机械抛光的影响,结果发现:金刚石经ECR等离子体刻蚀后非晶碳含量有一定程度降低,刻蚀过程在金刚石晶面形成的疏松表面有利于机械抛光,金刚石表面平均粗糙度更加快速降低。对比实验表明等离子体刻蚀对机械抛光前期的抛光效率的增强效果更为明显,在ECR等离子体刻蚀后的金刚石样品经10min机械抛光后粗糙度从7.284下降到1.054μm,而直接机械抛光30min时金刚石的表面粗糙度为1.133μm,在机械抛光的初始阶段,等离子体刻蚀后的机械抛光效率是单纯机械抛光效率的3倍。最终,经过三次重复刻蚀后机械抛光,金刚石表面粗糙度降为0.045μm。

大面积取向生长碳纳米管的ECR-CVD方法制备与表征

本文采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积方法 (ECR -CVD) ,以CH4和H2 为气源、Fe3 O4纳米粒子为催化剂 ,未加电场 ,在多孔硅基底上制备出大面积取向生长碳纳米管。使用扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM)、X射线衍射 (XRD)、X射线能量色散分析 (EDX)对样品形貌和结构进行表征。结果显示 :合成的碳纳米管为多壁碳管 ;碳纳米管直径 6 0nm～ 90nm ,长度约 8μm ;碳纳米管展现出中空管状和链状两种结构 ;碳纳米管的生长采取催化剂底端生长模式。

金刚石薄膜的ECR CVD及分形现象研究

用ＥＣＲＣＶＤ（电子回旋共振化学气相沉积）方法沉积出了多晶金刚石薄膜，测量了薄膜的Ｒａｍａｎ散射谱、Ｘ射线衍射谱和ＳＥＭ。生长条件是：Ｖ（ＣＨ４）／Ｖ（Ｈ２）＝４％，气体总流量是１５０ｓｃｍ，反应压力是０．１Ｐａ，微波功率是７００Ｗ，衬底偏压是－１５０Ｖ。发现了在金刚石薄膜沉积初期阶段的分形生长现象，用ＤＬＡ模型解释了其分形生长机制，用ＭｏｎｔｅＣａｒｌｏ方法对其生长过程进行了计算机模拟，理论与实验结果相符。

碳纳米管异质结构的ECR-CVD法制备

使用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积方法(ECR·CVD),以Fe3O4纳米粒子为催化剂,多孔硅为基底,采用CH4／H2和CH4／B2H6／H2两种气源在连续的CVD过程中大量合成了一种新型的纳米管异质结构．扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)观察表明:合成的异质结构一端是类竹节状的掺硼碳纳米管,另一端是光滑中空的纯碳纳米管．异质结构采用底端生长模式,先行生长的掺硼纳米管处于纳米管结构的顶端．

ECR-CVD沉积a-C∶F薄膜

采用电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (ECR CVD)技术 ,用苯和三氟甲烷混合气体 ,制备了氟化非晶碳膜 (a C∶F)。用红外吸收光谱 (FTIR)和X射线光电子能谱 (XPS)分析了a C∶F薄膜的结构。FTIR结果表明 ,氟主要以C—F、CF2 的形式成键形成a C∶F薄膜 ;XPS结果进一步证明a C∶F膜中存在C—F、CF2 键 。

热丝辅助ECR CVD制备cBN薄膜

立方氮化硼(cBN)是一种具有广泛应用价值的Ⅲ-Ⅴ族二元化合物,其优异性质可与金刚石相比拟或胜之。立方氮化硼的制备与性能研究是近二十年来材料领域关注的焦点之一。我们用热丝辅助ECR CVD方法制备了cBN薄膜,并初步探讨了热丝对cBN形成的作用。偏压并不是cBN形成的唯一主要条件,活性粒子也有非常关键的作用。

微波ECR-CVD低温SiN_x薄膜的氢含量分析

利用红外光谱技术研究了微波电子回旋共振( ECR)等离子体化学气相沉积 ( CVD)法在低温条件下制备的 Si Nx 膜的键结构和氢含量 ,分析了微波功率和后处理条件对膜含氢量的影响及其成因 ,提出适当提高微波功率是降低微波 ECR- CVD低温 Si Nx 膜中氢含量的可能途径。

一维纳米材料的ECR-CVD方法制备

应用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积方法 (ECR- CVD)进行了一维纳米材料的制备。以Fe3O4 纳米粒子为催化剂 ,采用不同的气源 ,在多孔硅基底上制备出了碳纳米管、掺硼碳纳米管以及异质结构的纳米管。利用扫描电子显微镜 (SEM)、透射电子显微镜 (TEM)和 X射线光电子谱 (XPS)对样品的形貌。

ECR等离子体刻蚀CVD金刚石膜的研究

在自主设计的具有非对称磁镜场位形的ECR等离子体装置上进行CVD金刚石膜的刻蚀实验,研究了基片温度、工作气压和磁场位形三个工艺参数对刻蚀效果的影响。实验结果表明:通过此方法刻蚀的CVD金刚石膜,其晶粒顶端被优先刻蚀,表面粗糙度降低。实际数据显示,刻蚀温度为20℃和150℃时,后者的刻蚀效果更好;工作气压为2×10-3Pa和3×10-2Pa时,前者的刻蚀效果更好;磁场强度为0.2T和0.15 T时,前者的刻蚀效果更强。

用ECR-CVD方法制备SiO_2薄膜

本文在低温下利用ECR CVD技术沉积SiO2薄膜,讨论了沉积速率和薄膜折射率随工艺条件变化的关系。直径6英寸片内均匀性达到96%,重复性达到97%。对薄膜进行了FTIR光谱分析,1050cm-1处出现Si O Si伸缩振动吸收峰;仪器检测精度内,并未出现明显的Si H和N H吸收峰,表明薄膜具有很低的H含量。

ECR Plasma CVD淀积介质膜的工艺模拟

以实验数据为基础，运用人工神经网络方法，建立了电子回旋共振等离子体化学气相沉积（ＥＣＲ Ｐｌａｓｍ ａ ＣＶＤ）淀积硅的氮、氧化物介质膜折射率ｎ 与气流配比Ｑ（Ｎ２）／Ｑ（ＳｉＨ４）和Ｑ（Ｏ２）／Ｑ（ＳｉＨ４）关系的数学模型，此模型在给定气流配比Ｑ（Ｎ２ ）／Ｑ（ＳｉＨ４）和Ｑ（Ｏ２）／Ｑ（ＳｉＨ４）时所预测的成膜折射率跟实验值符合得很好，该数学模型为ＥＣＲ Ｐｌａｓｍ ａ ＣＶＤ淀积全介质光学膜的工艺模拟打下坚实的基础。

热丝辅助MW ECR CVD技术高速沉积高质量氢化非晶硅薄膜(英文)

氢化非晶硅薄膜具有优异的光电特性,在制备薄膜太阳能电池中有重要的应用。本文采用热丝辅助MW ECRCVD技术,通过调整各种工艺参数,制备了高沉积速率(DR>2.5nm/s)及高光敏性(σph/σD>105)的氢化非晶硅薄膜。实验表明,在衬底表面温度的分布中,热丝辐射和离子轰击引起的温度对薄膜的光敏性影响较大;在薄膜沉积的最后几分钟适当加大H稀释率,有利于薄膜光电特性的改善。

氧等离子体刻蚀CVD金刚石膜的影响机理

采用电子回旋共振(ECR)等离子体在不同的磁场位形和工作气压下刻蚀化学气相沉积(CVD)金刚石膜,运用双探针和离子灵敏探针法对等离子体进行了诊断,研究了等离子体参数对刻蚀效果的影响。结果表明:磁场由发散场向收敛场转变时,离子温度、电子温度和等离子体密度都随之增大,刻蚀效果逐渐增强;当工作气压由低气压向高气压变化时,等离子体参数先增大后减小,CVD金刚石膜表面粗糙度降低程度也出现了相同的趋势。

使用ECR苯等离子体沉积含氢非晶碳薄膜

用苯作工作气体 ,在一个电子回旋共振 (ECR)微波等离子体化学气相沉积系统中制备了含氢非晶碳膜 (a -C :H) .对苯等离子体作了质谱分析 ,发现苯分解后形成的主要基团是C2 H4等 ,而不是常规甲烷放电的CH3,这将影响膜的结构。实验中还考察了沉积参数 ,如功率、气压、流量、基片温度对膜的沉积速率的影响。实验表明 :沉积速率随微波功率、气压和流量的增加而上升 ;随温度的升高先升后降 ,存在极值。对制备的膜作了氢含量和Raman谱分析 ,结果显示随着基片温度的增加 ,sp3结构在膜中所占的比例增大 ,膜更趋向于类金刚石膜。

厚度对DLC薄膜内应力的影响研究

采用ECR微波等离子体增强化学气相沉积的方法于C2H2/H2/Ar2等离子环境中在单晶Si(111)晶面上制备了不同厚度的DLC膜样品,研究了薄膜的厚度随沉积时间的变化及薄膜的硬度、内应力随厚度的变化关系。结果表明,在沉积时间变化范围内,厚度与沉积时间基本呈线性关系,沉积速率可达80nm/min;制备态样品存在的内应力先随厚度增加而增加,当薄膜内应力超过某临界值时将通过表面崩裂达到应力松弛效果,XRD测得基底Si(111)峰位偏移先随厚度增加而增加,随后变化趋于平缓,表明薄膜表面崩裂后内应力维持在一定水平,但薄膜的硬度测量值受到表面崩裂程度影响。

硼掺杂对碳纳米管形貌和结构的影响

以Fe3O4纳米粒子为催化剂,CH4,B2H6和H2为气源,采用电子回旋共振微波等离子体化学气相沉积技术(ECR CVD)在多孔硅基底上制备出了掺硼碳纳米管薄膜·使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、能量色散X射线谱(EDX)和X射线光电子谱(XPS)对样品的形貌、结构及组分进行表征·结果表明:通入B2H6后,纳米管的形貌和结构均发生了变化·生长气氛中硼的存在使得高取向性密集碳纳米管转变为较为分散且取向性很差的纳米管·从中空结构转变为类竹节结构,同时多壁管外径增大,管壁增厚,表面变得粗糙,并导致纳米管的生长速度降低,长度减小·

ECR-CVD法制备的a-C:F:H薄膜在N_2气氛中的热退火研究

改变CHF3 CH4源气体流量比 ,使用微波电子回旋共振化学气相沉积方法 (ECR CVD)制备了具有不同C—F键结构的a C :F :H薄膜 ,着重研究了退火对其结构的影响 .结果显示薄膜的厚度及其光学带隙E0 4随退火温度的上升均呈现了不同程度的下降 .借助于红外吸收光谱和所提出的热解模型解释了产生这种关系的结构上的根源 .

ECR-CVD制备的非晶SiO_xN_y薄膜的光致蓝光发射

使用 90 %N2 稀释的SiH4与O2 作为前驱气体 ,利用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积 (ECR CVD)方法制备了非晶氮氧化硅薄膜 (a -SiOxNy) .红外吸收光谱的结果表明 ,a SiOxNy 薄膜主要由Si O Si和Si N键的两相结构组成 ,在存在氧流量的情形下 ,薄膜主要成分是SiOx 相 ,而在无氧流量的情形下 ,薄膜则主要是SiNx 相 .使用5 65eV的紫外光激发 ,发现SiOxNy 薄膜出现了位于 460nm的光致蓝光主峰 ,且其发光强度随着氧流量的降低而显著增强 .根据缺陷态发光中心和SiNx 蓝光发射能隙态模型 ,讨论了其发光机理 ,认为在低N含量时 ,蓝光发射是由于SiOx 中的氧空位缺陷引起的 ;在高N含量时 ,蓝光发射强度的大幅度增强是由于SiNx