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FEM simulations and experimental studies of the temperature field in a large diamond crystal growth cell 被引量:4
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作者 李战厂 贾晓鹏 +4 位作者 黄国锋 胡美华 李勇 颜丙敏 马红安 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2013年第1期363-367,共5页
We investigate the temperature field variation in the growth region of a diamond crystal in a sealed cell during the whole process of crystal growth by using the temperature gradient method (TGM) at high pressure an... We investigate the temperature field variation in the growth region of a diamond crystal in a sealed cell during the whole process of crystal growth by using the temperature gradient method (TGM) at high pressure and high temperature (HPHT). We employ both the finite element method (FEM) and in situ experiments. Simulation results show that the temperature in the center area of the growth cell continues to decrease during the process of large diamond crystal growth. These results are in good agreement with our experimental data, which demonstrates that the finite element model can successfully predict the temperature field variations in the growth cell. The FEM simulation will be useful to grow larger high-quality diamond crystal by using the TGM. Furthermore, this method will be helpful in designing better cells and improving the growth process of gem-quality diamond crystal. 展开更多
关键词 temperature field finite element method single crystal growth diamond
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Regulation mechanism of catalyst structure on diamond crystal morphology under HPHT process
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作者 Ya-Dong Li Yong-Shan Cheng +5 位作者 Meng-Jie Su Qi-Fu Ran Chun-Xiao Wang Hong-An Ma Chao Fang Liang-Chao Chen 《Chinese Physics B》 SCIE EI CAS CSCD 2020年第7期555-559,共5页
To elucidate the regulation mechanism of catalyst geometry structure to diamond growth,we establish three catalyst modes with different structures.The simulation results show that with the decrease of the protruding h... To elucidate the regulation mechanism of catalyst geometry structure to diamond growth,we establish three catalyst modes with different structures.The simulation results show that with the decrease of the protruding height of the catalyst,the low-temperature region gradually moves toward the center of the catalyst,which causes the distribution characteristics of the temperature and convection field in the catalyst to change.The temperature difference in vertical direction of the catalyst decreases gradually and increases in the horizontal direction,while the catalyst convection velocity has the same variation regularity in the corresponding directions.The variation of temperature difference and convection velocity lead the crystal growth rate in different crystal orientations to change,which directly affects the crystal morphology of the synthetic diamond.The simulation results are consistent with the experimental results,which shows the correctness of the theoretical rational analysis.This work is expected to be able to facilitate the understanding of catalyst structure regulation mechanism on diamond morphology and the providing of an important theoretical basis for the controllable growth of special crystal shape diamond under HPHT process. 展开更多
关键词 diamond single crystal growth high pressure and high TEMPERATURE crystal morphology
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MPCVD同质外延单晶金刚石研究进展 被引量:3
3
作者 董浩永 任瑛 张贵锋 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第16期52-59,共8页
微波等离子体化学气相沉积法(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)外延单晶金刚石被认为是制备大尺寸、高质量的单晶金刚石极具前景的技术手段之一。本文首先对MPCVD同质外延单晶金刚石生长机理及最新进展做了简要介绍,... 微波等离子体化学气相沉积法(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)外延单晶金刚石被认为是制备大尺寸、高质量的单晶金刚石极具前景的技术手段之一。本文首先对MPCVD同质外延单晶金刚石生长机理及最新进展做了简要介绍,然后着重阐述了MPCVD法制备大尺寸、高质量单晶金刚石在籽晶筛选与预处理、基台结构设计及生长工艺探索等方面的工作,并对MPCVD高品质单晶金刚石在力学、热学、光学及电子学等领域的应用进行了介绍,对未来单晶金刚石的应用前景进行了展望。 展开更多
关键词 MPCVD 同质外延 单晶金刚石 生长工艺 基台结构设计 应用领域
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ECR-MPCVD单晶金刚石外延生长研究 被引量:1
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作者 张通 王御睿 +4 位作者 张昊 张宇 付秋明 赵洪阳 马志斌 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第10期890-896,共7页
借助高速光纤光谱仪对ECR微波等离子体进行实时诊断,研究了等离子体空间分布以及工作气压和甲烷浓度对等离子体发射光谱的影响,并在ECR-MPCVD设备上研究了单晶金刚石同质外延生长工艺。在CH4/H2体系下,ECR微波等离子体与运行于中高气压... 借助高速光纤光谱仪对ECR微波等离子体进行实时诊断,研究了等离子体空间分布以及工作气压和甲烷浓度对等离子体发射光谱的影响,并在ECR-MPCVD设备上研究了单晶金刚石同质外延生长工艺。在CH4/H2体系下,ECR微波等离子体与运行于中高气压下等离子体中所含基团种类基本相同。且等离子体各基团谱峰相对强度沿磁场强度梯度下降的方向减弱,在磁场共振区(875 Gs)最强,将基片台置于磁场共振区,则基片台附近各基团谱峰相对强度随气压的升高先增强后减弱,I(H_(α))、I(H_(β))、I(H_(γ))峰值在气压0.6 Pa附近,I(CH)和I(C_(2))峰值在0.8 Pa附近。保持工作气压为0.8 Pa,甲烷浓度从0.5%增加到8%的过程中,I(H_(α))几乎不变,I(H_(β))和I(H_(γ))先降低后趋于饱和,I(CH)和I(C_(2))先增强后趋于饱和;I(H_(α))/I(C_(2))先急剧下降后缓慢减小再趋于饱和,I(H_(α))/I(CH)缓慢减小并趋于饱和,I(CH)/I(C_(2))和I(H_(γ))/I(H_(β))基本不变。以微波功率1200 W,氢气流量50 mL/min,甲烷浓度3%,工作气压0.8 Pa,金刚石种晶温度800℃的条件下生长10 h,在抛光的单晶金刚石表面得到了呈台阶状生长的外延层,生长速率为200 nm/h。 展开更多
关键词 电子回旋共振微波等离子体 等离子体发射光谱 单晶金刚石外延生长
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异质外延单晶金刚石及其相关电子器件的研究进展 被引量:1
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作者 陈根强 赵浠翔 +4 位作者 于众成 李政 魏强 林芳 王宏兴 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第6期931-944,共14页
相较于传统的硅材料,宽禁带半导体材料更适合制作高压、高频、高功率的半导体器件,被认为是后摩尔时代材料创新的关键角色。单晶金刚石拥有大禁带宽度、高热导率、高迁移率等优异特性,更是下一代大功率、高频电子器件的理想半导体材料... 相较于传统的硅材料,宽禁带半导体材料更适合制作高压、高频、高功率的半导体器件,被认为是后摩尔时代材料创新的关键角色。单晶金刚石拥有大禁带宽度、高热导率、高迁移率等优异特性,更是下一代大功率、高频电子器件的理想半导体材料。然而由于可获得单晶金刚石的尺寸较小,且价格昂贵,极大地阻碍了金刚石的发展。历经长时间的探索,异质外延生长技术成为了获得高质量、大面积单晶金刚石的有效手段。本综述从金刚石异质外延的衬底选择、生长机理以及质量改善等方面对近些年来异质外延单晶金刚石的发展进行详细介绍。进一步地,对基于异质外延单晶金刚石的场效应晶体管和二极管的研究进行了总结,说明了异质外延单晶金刚石在电子器件领域的巨大潜力。最后总结了异质外延单晶金刚石仍需面对的挑战,展望了其在未来的应用与发展前景。 展开更多
关键词 单晶金刚石 异质外延生长 宽禁带半导体 半导体器件 场效应晶体管 二极管
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等离子体聚集装置下的高能量密度单晶金刚石快速生长研究 被引量:3
6
作者 李一村 刘雪冬 +3 位作者 郝晓斌 代兵 吕继磊 朱嘉琦 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期303-309,共7页
单晶金刚石是一种性能优异的晶体材料,在先进科学领域具有重要的应用价值。在微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)单晶金刚石生长中,如何提高晶体的生长速率一直是研究者们关注的重点问题之一... 单晶金刚石是一种性能优异的晶体材料,在先进科学领域具有重要的应用价值。在微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)单晶金刚石生长中,如何提高晶体的生长速率一直是研究者们关注的重点问题之一,而采用高能量密度的等离子体是提高单晶金刚石生长速率的有效手段。在本研究中,首先通过磁流体动力学(Magnetohydrodynamic,MHD)模型仿真计算,优化设计了特殊的等离子体聚集装置;随后基于模拟结果进行生长实验,采用光谱分析和等离子体成像对等离子体性状进行了研究,制备了单晶金刚石生长样品;并通过光学显微镜、拉曼光谱对生长样品进行测试。模拟结果显示,聚集条件下的核心电场和电子密度是普通条件下的3倍;生长实验结果显示,在常规的微波功率(3500 W)、生长气压(18 kPa)下得到的高能量密度(793.7 W/cm^(3))的等离子体与模型计算结果吻合。高能量密度生长条件并不会对生长形貌产生较大影响,但加入一定量氮气能够显著改变生长形貌,并对晶体质量产生影响。采用这种方法,成功制备了高速率(97.5μm/h)单晶金刚石。不同于通过增大生长气压来获得高能量密度的途径,本研究在常规的生长气压和微波功率下也可以生长高能量密度单晶金刚石。 展开更多
关键词 MPCVD单晶金刚石生长 高能量密度 高生长速率 等离子体仿真
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基于等离子体诊断的MPCVD单晶金刚石生长优化设计
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作者 李一村 郝晓斌 +5 位作者 代兵 文东岳 朱嘉琦 耿方娟 乐卫平 林伟群 《无机材料学报》 SCIE EI CSCD 北大核心 2023年第12期1405-1412,共8页
微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)技术是制备大尺寸、高品质单晶金刚石的理想途径,然而MPCVD单晶金刚石生长过程的复杂性与晶体生长需求的多样性难以对生长过程进行优化设计。针对此问题,... 微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)技术是制备大尺寸、高品质单晶金刚石的理想途径,然而MPCVD单晶金刚石生长过程的复杂性与晶体生长需求的多样性难以对生长过程进行优化设计。针对此问题,本研究提出了一种基于等离子体诊断技术的MPCVD单晶金刚石生长的系统性设计方法,采用等离子体成像和光谱分析对微波等离子体进行量化诊断。并利用自主研发的MPCVD设备,研究了腔室压力-微波功率-等离子体性状-衬底温度间的物理耦合特性和量化关系,得到了不同参数下的等离子体有效长轴尺寸、基团浓度和分布、能量密度等数据,以实验观测数据为基础拟合得到了单晶金刚石生长工艺图谱。根据此工艺图谱,可以通过选择生长温度和所需生长面积来选取工艺参数,且通过实验验证,表明此图谱具有较强的指导意义,预测参数误差小于5%。同时根据该图谱的预测,研究了不同等离子体能量密度下的单晶金刚石生长情况,在较低功率下(2600 W)也得到了较高的能量密度(148.5 W/cm3),含碳前驱体的浓度也高于其他工艺条件,因而获得了较高的生长速率(8.9μm/h)。此套方法体系可以针对不同单晶金刚石生长需求进行有效的等离子体调控和工艺优化。 展开更多
关键词 MPCVD 单晶金刚石生长 等离子体 生长参数优化
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同质外延单晶CVD金刚石的研究进展 被引量:5
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作者 朱金凤 满卫东 +2 位作者 吕继磊 匡巧 汪建华 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2011年第4期15-22,共8页
金刚石因具有诸多优异的物理化学性能而使其在很多领域都有非常广阔的应用前景。CVD法高速合成大面积、高质量单晶金刚石一直是人工合成金刚石的研究热点之一。本文首先从基底预处理、生长参数的优化以及合成工艺的改进这三个方面综述了... 金刚石因具有诸多优异的物理化学性能而使其在很多领域都有非常广阔的应用前景。CVD法高速合成大面积、高质量单晶金刚石一直是人工合成金刚石的研究热点之一。本文首先从基底预处理、生长参数的优化以及合成工艺的改进这三个方面综述了MPCVD同质外延单晶金刚石的研究进展,其次对国内外CVD外延单晶金刚石的研究进展进行了简单的介绍,最后对CVD法合成单晶金刚石的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 单晶金刚石 化学气相沉积 同质外延 生长速率
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高速生长CVD金刚石单晶及应用 被引量:16
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作者 王启亮 吕宪义 +3 位作者 成绍恒 张晴 李红东 邹广田 《超硬材料工程》 CAS 2011年第2期1-5,共5页
文章简要地介绍了近年来国内外CVD金刚石单晶的高速生长和应用进展。实验中采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)方法,同质外延高速生长金刚石单晶,通过改变反应腔压强、反应气氛(在CH4/H2中引入氮气N2、二氧化碳CO2、氧气O2、)等,调制单... 文章简要地介绍了近年来国内外CVD金刚石单晶的高速生长和应用进展。实验中采用微波等离子体化学气相沉积(CVD)方法,同质外延高速生长金刚石单晶,通过改变反应腔压强、反应气氛(在CH4/H2中引入氮气N2、二氧化碳CO2、氧气O2、)等,调制单晶生长速率、质量、颜色、表面粗糙度、光谱等特性。利用高温氢等离子体进行退火,可使金刚石单晶的颜色有很大的改善。研制了CVD金刚石单晶刀具,用于金属材料的曲面镜面加工。 展开更多
关键词 高速生长 CVD 金刚石单晶 退火 金刚石工具
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人造含硼金刚石单晶表面形貌与生长机制研究 被引量:8
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作者 宫建红 李木森 +3 位作者 王美 亓永新 阮立群 高军 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期15-20,共6页
本文借助Olympus光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对高温高压合成的含硼金刚石单晶表面形貌进行了分析。研究发现,含硼金刚石表面存在蚀坑、球形颗粒集团、平行台阶、花瓣状生长丘和三角形螺旋台阶等多种表面形貌。... 本文借助Olympus光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对高温高压合成的含硼金刚石单晶表面形貌进行了分析。研究发现,含硼金刚石表面存在蚀坑、球形颗粒集团、平行台阶、花瓣状生长丘和三角形螺旋台阶等多种表面形貌。这些形貌与晶体内部的缺陷有关,硼原子的进入使金刚石晶体生长速度增加,位错增多,进而导致不同表面形貌的形成,螺旋位错生长是含硼金刚石的主要生长方式。 展开更多
关键词 金刚石单晶 表面形貌 高温高压 生长机制
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(111)晶面同质外延生长单晶金刚石的研究 被引量:2
11
作者 吴超 马志斌 +4 位作者 高攀 黄宏伟 宋修曦 付秋明 王传新 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期524-528,共5页
利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在天然金刚石衬底的(111)晶面上同质外延生长单晶金刚石,研究了沉积温度、CH_4浓度以及小角度偏离(111)晶面的衬底对金刚石生长的影响。采用SEM和Raman对外延生长的金刚石进行表征,结果表明:高... 利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法,在天然金刚石衬底的(111)晶面上同质外延生长单晶金刚石,研究了沉积温度、CH_4浓度以及小角度偏离(111)晶面的衬底对金刚石生长的影响。采用SEM和Raman对外延生长的金刚石进行表征,结果表明:高沉积温度、高CH_4浓度条件下,金刚石呈现出无序的多晶生长现象,随着沉积温度的降低,形貌和质量明显提高,在低沉积温度条件下金刚石表现出一致的单晶生长,但是表面形貌较为粗糙。进一步降低CH_4浓度可外延生长质量高、表面平整的单晶金刚石,速率达4.7μm/h.使用倾斜抛光方法将部分衬底面偏离(111)晶面约6°,对比实验发现,微小偏离(111)晶面的斜面衬底在高沉积温度、高CH_4浓度条件下也能生长出质量较好的单晶金刚石,生长速率明显提高,达到了9μm/h。 展开更多
关键词 单晶金刚石 化学气相沉积 同质外延 (111)晶面 斜面
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高温高压金刚石衬底上的同质外延生长研究 被引量:2
12
作者 严垒 马志斌 +3 位作者 曹为 吴超 高攀 张田田 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期1420-1424,共5页
在自主研发的小功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置上利用高温高压(HPHT)单晶金刚石片为衬底进行了金刚石同质外延生长的研究。研究了甲烷浓度、工作气压对金刚石生长速率的影响。测量了金刚石外延生长过程中等离子体的发射光谱,... 在自主研发的小功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置上利用高温高压(HPHT)单晶金刚石片为衬底进行了金刚石同质外延生长的研究。研究了甲烷浓度、工作气压对金刚石生长速率的影响。测量了金刚石外延生长过程中等离子体的发射光谱,利用扫描电子显微镜(SEM)和数码相机对生长前后金刚石的形貌进行了表征,利用激光拉曼光谱对金刚石的质量进行了分析。结果表明:一定程度内,适当升高工作气压和甲烷浓度能够有效提高金刚石的生长速率;在外延生长过程会产生过多的丘状体,导致许多金刚石颗粒的产生,影响其生长时间和质量,通过生长、刻蚀相结合的方法能够有效延长生长时间,改善生长形貌;外延生长出的金刚石的激光拉曼图谱中金刚石1332 cm-1特征峰明显、尖锐,荧光背底低,非金刚石相特征峰较低。 展开更多
关键词 高温高压 金刚石单晶 同质外延
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CVD单晶金刚石的研究进展 被引量:6
13
作者 吴超 马志斌 +1 位作者 严垒 高攀 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2014年第1期57-63,共7页
化学气相沉积(CVD)单晶金刚石是近年来金刚石领域研究焦点之一,在众多合成方法中,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)是诸多学者公认的稳定生长均匀高质量单晶金刚石最有前途的技术。近年来,MPCVD合成单晶金刚石在质量、速率、尺寸以及应... 化学气相沉积(CVD)单晶金刚石是近年来金刚石领域研究焦点之一,在众多合成方法中,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)是诸多学者公认的稳定生长均匀高质量单晶金刚石最有前途的技术。近年来,MPCVD合成单晶金刚石在质量、速率、尺寸以及应用上取得了重大的进展,但是目前仍然有一个问题需要解决,即如何在保证质量的前提下大幅度提高单晶金刚石的生长速率。本文对CVD单晶金刚石过程中衬底的选择、表面加工与处理、基座的结构和沉积参数的选择进行了详细评述,并简要介绍了CVD单晶金刚石国内外研发成果。 展开更多
关键词 化学气相沉积 单晶金刚石 生长参数 研究成果
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温度梯度法合成金刚石大单晶的研究进展 被引量:2
14
作者 张恒涛 肖长江 +2 位作者 尚秋元 栗正新 朱玲艳 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第17期65-68,73,共5页
介绍了金刚石大单晶的温度梯度法合成技术,详细综述了影响金刚石晶体形貌、晶体品质以及生长速度等相关因素的最新进展,简要叙述了掺杂对金刚石晶体晶形、性能的影响,最后指出了温度梯度法合成金刚石大单晶的发展方向。
关键词 金刚石大单晶 温度梯度法 晶体形貌 晶体品质 生长速度
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单晶金刚石异质外延生长过程中的位错行为及其控制工艺研究进展 被引量:2
15
作者 王伟华 王杨 +4 位作者 舒国阳 房诗舒 韩杰才 代兵 朱嘉琦 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1034-1048,共15页
位错是异质外延单晶金刚石合成过程中的重要线缺陷,而降低位错密度是金刚石在电子器件领域上应用的显著挑战。本文以降低Ir衬底上异质外延金刚石膜中位错密度为目标,首先对该过程中的位错产生、类型、表征等进行阐释,然后从理论与工艺... 位错是异质外延单晶金刚石合成过程中的重要线缺陷,而降低位错密度是金刚石在电子器件领域上应用的显著挑战。本文以降低Ir衬底上异质外延金刚石膜中位错密度为目标,首先对该过程中的位错产生、类型、表征等进行阐释,然后从理论与工艺相结合的角度总结了加剧位错反应(增加外延层厚度,偏轴衬底生长)、除去已有位错(横向外延过度生长,悬挂-横向外延生长,图形化形核生长)及其他方法(三维生长法、金属辅助终止法、采用金字塔型衬底法)在降低金刚石位错密度方面的最新进展,随后结合经典的大失配异质外延半导体体系降低位错的理论,提出了衬底图形化技术、超晶格缓冲层技术和柔性衬底技术等可通过抑制引入位错来进一步降低位错密度的研究方向,最后对本领域的发展现状和未来展望进行了总结。 展开更多
关键词 单晶金刚石 异质外延 位错控制 横向外延过度生长 衬底图形化
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直流电弧等离子体喷射法生长大尺寸金刚石单晶 被引量:4
16
作者 吕反修 黑立富 +4 位作者 李成明 唐伟忠 李国华 郭辉 孙振路 《超硬材料工程》 CAS 2018年第2期31-40,共10页
化学气相沉积(CVD)大尺寸高质量金刚石单晶是近年来在CVD金刚石膜研究领域所取得的重大研究进展之一。迄今为止的研究,绝大多数都是采用微波等离子体CVD,在高腔压下(10~30kPa)进行的。这是因为,在高腔压下,微波等离子体球急剧收缩,从而... 化学气相沉积(CVD)大尺寸高质量金刚石单晶是近年来在CVD金刚石膜研究领域所取得的重大研究进展之一。迄今为止的研究,绝大多数都是采用微波等离子体CVD,在高腔压下(10~30kPa)进行的。这是因为,在高腔压下,微波等离子体球急剧收缩,从而能够提供高质量金刚石外延生长所需要的高原子氢浓度。借助电弧放电的极高温和旋转电弧设计,直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)能够在更大衬底面积范围提供可与之相比拟的原子氢浓度,因此有可能成为一种低成本的CVD金刚石外延生长方法。文章介绍了近年来采用高功率直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)生长大尺寸、高质量金刚石单晶的初步研究结果,并介绍了已经取得的进展和存在的问题,以及对未来的展望。 展开更多
关键词 金刚石单晶 外延生长 CVD DC ARC PLASMA JET
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种晶类型对微波等离子体CVD法合成单晶体金刚石生长质量的影响 被引量:4
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作者 吴改 陈美华 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期88-96,共9页
采用辽宁瓦房店及山东蒙阴产天然金刚石、俄罗斯高温高压(HPHT)金刚石以及美国Element Six公司CVD金刚石作为种晶,进行红外光谱、激光拉曼光谱、光致发光光谱、XRD摇摆曲线以及原子力显微形貌测试,并选取三类样品各一颗,在相同条件下进... 采用辽宁瓦房店及山东蒙阴产天然金刚石、俄罗斯高温高压(HPHT)金刚石以及美国Element Six公司CVD金刚石作为种晶,进行红外光谱、激光拉曼光谱、光致发光光谱、XRD摇摆曲线以及原子力显微形貌测试,并选取三类样品各一颗,在相同条件下进行生长实验。测试结果表明,天然金刚石种晶均为Ia AB型,定向性好,其内应力及结晶质量差异较大;而HPHT以及CVD金刚石种晶分别为Ib型和IIa型,其生长面与(100)晶向均存在1~2.5度偏差,但晶体结构较天然金刚石好,且内应力及结晶质量差异较小,更加适合作为MPCVD法合成金刚石单晶的种晶。对生长后样品进行了高分辨率激光拉曼光谱测试,并使用光学显微镜及原子力显微镜对样品表面形貌进行了观察。结果表明,在碳氢氮生长体系中,辽宁瓦房店或山东蒙阴产Ia AB型天然金刚石种晶由于晶格匹配性较差,容易沉积多晶金刚石,且伴随有微晶石墨和非晶质碳成分;而使用俄罗斯产Ib型HPHT种晶以及美国Element Six产IIa型CVD种晶均能得到优质的CVD金刚石生长层;与HPHT种晶相比,使用CVD种晶得到金刚石生长层的拉曼位移半高宽更窄,非金刚石碳杂质含量更低,结晶质量更好。 展开更多
关键词 种晶 金刚石单晶 微波等离子体CVD 生长质量
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CVD金刚石大单晶外延生长及高技术应用前景 被引量:14
18
作者 吕反修 黑立富 +4 位作者 刘杰 宋建华 李成明 唐伟忠 陈广超 《热处理》 CAS 2013年第5期1-12,共12页
CVD(化学气相沉积)金刚石大单晶生长是CVD金刚石膜研究领域在过去十余年中所取得的重大技术进展之一,在一系列高新技术领域有极其重要的应用前景。针对CVD金刚石大单晶的制备和应用进行了综述。首先对CVD金刚石大单晶生长技术进行了概... CVD(化学气相沉积)金刚石大单晶生长是CVD金刚石膜研究领域在过去十余年中所取得的重大技术进展之一,在一系列高新技术领域有极其重要的应用前景。针对CVD金刚石大单晶的制备和应用进行了综述。首先对CVD金刚石大单晶生长技术进行了概括性的描述,然后对CVD金刚石单晶制备方法进行详细介绍和评述。并对CVD大单晶在高性能辐射(粒子)探测器、金刚石高温半导体器件、高压物理试验、超精密加工以及在首饰钻戒等方面的应用现状与前景进行了介绍与评述。最后针对CVD高仿钻戒与天然钻戒的鉴别进行了评述,并提出了新的建议。 展开更多
关键词 金刚石大单晶 化学气相沉积(CVD) 外延生长 高技术应用
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热解CVD法同质外延金刚石单晶的研究 被引量:1
19
作者 李胜华 张志明 荘志诚 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1992年第3期73-77,共5页
以有机低分子化合物丙酮与氢气为反应气体,用热解CVD 法在形状不规则的金刚石小颗粒上,外延出规整的立方八面体单晶金刚石颗粒,表面呈三角形或截角三角形形状,经反射高能电子衍射结构分析,确认是单晶。文中还讨论了金刚石结构中{111}面... 以有机低分子化合物丙酮与氢气为反应气体,用热解CVD 法在形状不规则的金刚石小颗粒上,外延出规整的立方八面体单晶金刚石颗粒,表面呈三角形或截角三角形形状,经反射高能电子衍射结构分析,确认是单晶。文中还讨论了金刚石结构中{111}面最容易显露的实验结果. 展开更多
关键词 金刚石 单晶 热解CVD法 同质外延
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金刚石热稳定性研究 被引量:6
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作者 熊湘君 陈启武 +1 位作者 彭振斌 郑日升 《地质与勘探》 CAS CSCD 北大核心 1999年第3期62-65,共4页
通过热处理、酸处理实验,利用X-ray 衍射、发射光谱分析、XTL- Ⅱ显微观察对合成金刚石进行了较系统的研究。结果表明:粉末触媒合成金刚石杂质含量少,强度高,热稳定性要好,并指出缺陷、杂质组成、含量及存在形式是影响金... 通过热处理、酸处理实验,利用X-ray 衍射、发射光谱分析、XTL- Ⅱ显微观察对合成金刚石进行了较系统的研究。结果表明:粉末触媒合成金刚石杂质含量少,强度高,热稳定性要好,并指出缺陷、杂质组成、含量及存在形式是影响金刚石热稳定性、强度的重要因素。杂质的大量存在导致金刚石的热稳定性急剧下降,温度为1100 ℃时,尤为明显。 展开更多
关键词 金刚石 粉末触媒 热稳定性 合成金刚石
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