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915 MHz高功率MPCVD装置制备大面积高品质金刚石膜 预览
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作者 李义锋 唐伟忠 +8 位作者 姜龙 葛新岗 张雅淋 安晓明 刘晓晨 何奇宇 张平伟 郭辉 孙振路 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第7期1262-1267,共6页
采用自行研制的915MHz/75kW高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置,在输入功率60kW,沉积气压20kPa的条件下制备了直径5英寸的大面积自支撑金刚石膜,并对金刚石膜的厚度,热导率,线膨胀系数,结晶质量,光学透过率等参数进行了表征。... 采用自行研制的915MHz/75kW高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置,在输入功率60kW,沉积气压20kPa的条件下制备了直径5英寸的大面积自支撑金刚石膜,并对金刚石膜的厚度,热导率,线膨胀系数,结晶质量,光学透过率等参数进行了表征。实验结果表明,制备的大面积自支撑金刚石厚膜均匀完整,相关性能参数达到较高水平,具有较好质量。热学级金刚石膜的生长厚度超过5mm,生长速率达到12.5μm/h;室温25℃热导率2010W·m-1·K^-1,180℃条件下的热导率仍达到1320W·m^-1·K^-1;室温25.4℃时线膨胀系数为1.07×10^-6℃^-1,300℃时升高至2.13×10^-6℃^-1。光学级金刚石膜的生长厚度接近1mm,生长速率约为2.3μm/h,厚度偏差小于±2.7%;双面抛光后的金刚石膜厚度约为700μm,其Raman半峰宽为2.0cm^-1,PL谱中未出现明显与氮相关的杂质峰;其光学吸收边约为223nm,270nm处的紫外透过率接近60%,在8~25μm范围内的光学透过率超过70%。 展开更多
关键词 915MHz MPCVD 金刚石薄膜
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用于小角散射原位加载测试的单晶金刚石窗口制备工艺研究 预览
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作者 刘晓晨 葛新岗 +3 位作者 李义锋 姜龙 安晓明 郭辉 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第11期1992-1998,共7页
根据小角散射原位加载测试的应用需求,采用自行研制的2. 45 GHz/6 k W穹顶式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置进行高质量单晶金刚石窗口的制备,对晶托结构进行改进,并系统研究了沉积温度对单晶金刚石生长速率、表面形貌、结晶质量、... 根据小角散射原位加载测试的应用需求,采用自行研制的2. 45 GHz/6 k W穹顶式微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置进行高质量单晶金刚石窗口的制备,对晶托结构进行改进,并系统研究了沉积温度对单晶金刚石生长速率、表面形貌、结晶质量、X射线透过率的影响。实验结果表明,新型晶托结构使籽晶表面温度分布均匀,有利于提升单晶金刚石结晶质量;沉积温度1000℃下制备单晶金刚石样品表面形貌、拉曼曲线半峰宽、摇摆曲线半峰宽、X射线透过率均优于其它温度的样品,并最终在该温度下制备出Φ7×0. 5 mm2的单晶金刚石窗口。经测试,样品生长速率可达11. 6μm/h,厚度偏差小于±2%,其Raman半峰宽为2. 08 cm-1,XRD摇摆曲线半峰宽为28arcsec,PL谱中未出现与氮相关的杂质峰,X射线透过率超过80%且窗口耐压达到27 MPa,所有性能均满足小角散射原位加载测试的应用需求。 展开更多
关键词 小角散射 MPCVD 单晶金刚石
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金刚石薄膜制备方法与应用的研究现状 被引量:1
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作者 吴玉程 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期1-16,共16页
金刚石薄膜由于具有良好的耐磨性能以及极高的硬度,其制备与应用受到研究者广泛关注。目前,金刚石的制备方法总体分为两个部分,其一为高温高压法,另一个则为化学气相沉积法。而目前金刚石薄膜所面临的重大问题是镀膜过程中生长速度较慢... 金刚石薄膜由于具有良好的耐磨性能以及极高的硬度,其制备与应用受到研究者广泛关注。目前,金刚石的制备方法总体分为两个部分,其一为高温高压法,另一个则为化学气相沉积法。而目前金刚石薄膜所面临的重大问题是镀膜过程中生长速度较慢,不利于批量生产,另一方面薄膜与基板的附着力较差,其摩擦系数在恶劣的工业环境中较大,这些问题亟待研究解决。本文综述了国内外有关金刚石薄膜化学气相沉积法的各种制备方法,重点讨论了采用热丝化学气相沉积法以及微波化学气相沉积法制备金刚石薄膜的研究现状,并论述了金刚石薄膜的应用优势以及未来金刚石薄膜的制备以及应用的方向和前景。 展开更多
关键词 金刚石薄膜 HFCVD MPCVD DC PLASMA JET CVD 应用
电化学阳极氧化处理对超纳米金刚石/多层石墨烯复合薄膜电容性能的影响 预览
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作者 胡冬玲 王兵 《西南科技大学学报》 CAS 2019年第3期13-17,43共6页
为解决表面疏水导致的超纳米金刚石/多层石墨烯复合薄膜(UNCD/MLG)电容性能差的问题,通过电化学阳极氧化工艺对微波等离子化学气相沉积的UNCD/MLG薄膜进行表面处理以改善其相应性能。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对处理前后薄膜的... 为解决表面疏水导致的超纳米金刚石/多层石墨烯复合薄膜(UNCD/MLG)电容性能差的问题,通过电化学阳极氧化工艺对微波等离子化学气相沉积的UNCD/MLG薄膜进行表面处理以改善其相应性能。采用场发射扫描电子显微镜(FESEM)对处理前后薄膜的表面微观形貌进行对照分析,并用拉曼光谱(Raman)、光电子能谱(XPS)和静态接触角(Contact angle)表征其表面微观状态,用循环伏安法(CV)和恒流充放电法(GCD)比较分析处理前后薄膜的电容性能。结果表明,与原始薄膜相比,处理后的薄膜由超疏水性变为亲水性,且其电容值最大提高约115倍,表明电化学阳极氧化处理可以有效地对UNCD/MLG薄膜进行表面改性,大幅提升其电容性能。 展开更多
关键词 阳极氧化 表面改性 MPCVD UNCD/MLG薄膜
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金刚石聚晶碳膜场发射的场增强特征研究
5
作者 高金海 李成刚 +1 位作者 张洁 张兵临 《半导体光电》 CAS 北大核心 2019年第5期671-674,共4页
利用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),在镀金属钛的纯平陶瓷衬底上制备出一层微米量级的类球状金刚石聚晶颗粒碳膜。通过拉曼光谱仪、X射线衍射仪分析了碳膜的成分,通过扫描电子显微镜观察了碳膜的外部形貌。最后利用场发射的二级结... 利用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD),在镀金属钛的纯平陶瓷衬底上制备出一层微米量级的类球状金刚石聚晶颗粒碳膜。通过拉曼光谱仪、X射线衍射仪分析了碳膜的成分,通过扫描电子显微镜观察了碳膜的外部形貌。最后利用场发射的二级结构装置测试了碳膜的场发射性能。讨论了金刚石聚晶碳膜的场发射机理,得出碳膜场发射性能优异的原因是金刚石聚晶碳膜表面存在强大的场增强现象。 展开更多
关键词 MPCVD 场致电子发射 金刚石聚晶碳膜
大尺寸单晶金刚石同质连接技术 预览
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作者 舒国阳 Ralchenko V. +11 位作者 Bolshakov A. 刘康 孙明琪 姚凯丽 赵继文 高鸽 刘本建 王伟华 李一村 刘雪冬 代兵 朱嘉琦 《自然杂志》 2019年第2期100-110,共11页
介绍了制备人造单晶金刚石的技术途径及发展现状,重点讨论并对比了几种化学气相沉积法(CVD)金刚石制备技术的优缺点,详细阐述了基于微波等离子体CVD (MPCVD)法的同质连接技术--一种突破晶体尺寸限制,实现大尺寸单晶金刚石的有效途径。... 介绍了制备人造单晶金刚石的技术途径及发展现状,重点讨论并对比了几种化学气相沉积法(CVD)金刚石制备技术的优缺点,详细阐述了基于微波等离子体CVD (MPCVD)法的同质连接技术--一种突破晶体尺寸限制,实现大尺寸单晶金刚石的有效途径。通过该技术实现了英寸级单晶金刚石晶片的制备,并针对横向生长、界面质量及演化、三维结构连接控制等核心科学技术问题进行了分析和讨论,展望了其在尖端应用领域的发展前景。 展开更多
关键词 人造金刚石 单晶 微波等离子体化学气相沉积 同质连接
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MPCVD类金刚石膜抗氧化和摩擦性能的研究 预览 被引量:4
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作者 龚耀庭 彭先 《表面技术》 CSCD 北大核心 2018年第2期136-143,共8页
目的研究MPCVD法制备的DLC膜的抗氧化和摩擦性能。方法使用石英钟罩式MPCVD装置,在CH4-H2体系中,通过不同微波功率和沉积气压的正交实验,在载玻片上沉积DLC膜。通过X射线光电子能谱和拉曼光谱对DLC膜表面的化学组成进行测试分析,采用场... 目的研究MPCVD法制备的DLC膜的抗氧化和摩擦性能。方法使用石英钟罩式MPCVD装置,在CH4-H2体系中,通过不同微波功率和沉积气压的正交实验,在载玻片上沉积DLC膜。通过X射线光电子能谱和拉曼光谱对DLC膜表面的化学组成进行测试分析,采用场发射扫描电镜对DLC膜的表面形貌进行观察分析,采用摩擦磨损仪对DLC膜的摩擦性能进行测试研究。结果同一沉积气压下,IO1s/IC1s和sp2/sp3的比值随着微波功率的上升而下降;同一微波功率下,IO1s/IC1s和sp2/sp3的比值随着沉积气压的上升而上升。DLC膜的抗氧化性能随着sp2/sp3比值的下降而上升。场发射扫描电镜结果表明,微波功率由500 W上升至700 W时,DLC膜表面的团聚现象明显受到抑制,摩擦系数下降。当微波功率上升至900 W时,DLC膜表面出现明显裂痕,摩擦系数上升。微波功率为700 W、沉积气压为8.0 k Pa时,可得到氧化性能较好、摩擦系数最低为0.14的DLC膜。结论 MPCVD法制备的DLC膜的抗氧化性能受sp2/sp3比值的影响,比值越低,抗氧化性能越好。摩擦性能同时受sp2/sp3比值和其表面粗糙度的影响,比值越小,表面越平整,摩擦系数越小。 展开更多
关键词 MPCVD DLC XPS 抗氧化 摩擦系数
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Systematic research on the performance of self-designed microwave plasma reactor for CVD high quality diamond 预览
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作者 Xiao-Jing Li Shun Zhou +6 位作者 Gang Chen Da-Sen Wang Ning Pei Hai-Lin Guo Feng-Ming Nie Xu Zhang Shi Feng 《Defence Technology(防务技术)》 CAS CSCD 2018年第5期373-379,共7页
Optical grade diamond,in particular,high-end products,are mainly used for aerospace and defense purposes.How to manufacture them with higher quality and lower cost was critical technology.Systematic research on the pe... Optical grade diamond,in particular,high-end products,are mainly used for aerospace and defense purposes.How to manufacture them with higher quality and lower cost was critical technology.Systematic research on the performance of Self-designed plasma reactor with higher power for synthesizing diamond film was carried out.Microwave input power can reach up to 10kW,the plasma reactor has good adaptability for the deviation of microwave frequency f at 2.45 GHz±20 MHz.The secondary plasma could be eliminated by adjusting the working gas pressure and the cylinder adjustment structure,it is helpful to improve the deposition rate with less energy loss.The concentrated and steady plasma could be obtained device with higher gas pressure and relative lower microwave input power.Gas supply modes and inlet gas flow rate were optimized,which would be beneficial to synthesize the film with good quality. 展开更多
关键词 MPCVD PLASMA REACTOR Electric field distribution PLASMA density
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The effect of oxygen on the epitaxial growth of diamond
9
作者 Meng Gong Yanan Chen +8 位作者 Wancheng Yu Peng Jin Zhanguo Wang Zhimin Wang Shenjin Zhang Feng Yang Fengfeng Zhang Qinjun Peng Zuyan Xu 《半导体学报:英文版》 EI CAS CSCD 2018年第12期42-45,共4页
We studied the effect of oxygen on the growth quality of diamond epitaxial layers.After oxygen is added during the growth of the diamond epitaxial layer,as the thickness of the epitaxial layer increases,the full width... We studied the effect of oxygen on the growth quality of diamond epitaxial layers.After oxygen is added during the growth of the diamond epitaxial layer,as the thickness of the epitaxial layer increases,the full width at half maximum of the rocking curve of the (004)plane of diamond epitaxial layer increases continuously,and,in addition,the intensities of both the Raman peaks and the free exciton emission peaks of the diamond epitaxial layer decrease continuously.These experimental results demonstrate that as the thickness of the diamond epitaxial layer increases,the quality of the diamond epitaxial layer degrades.The strong etching effect of the OH radical groups in the plasma on the diamond epilayers leads to the degradation of their crystallinity. 展开更多
关键词 DIAMOND ULTRA-WIDE bandgap SEMICONDUCTOR MPCVD OXYGEN EFFECT
MPCVD制备纳米金刚石真空窗口的研究
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作者 李艳春 马志斌 +3 位作者 耿传文 夏禹豪 李方辉 衡凡 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2018年第11期959-962,共4页
微波等离子体化学气相沉积装置用于制备纳米金刚石膜和纳米金刚石真空窗口,气源为H2、CH4、Ar和少量O2。扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射仪、原子力显微镜用于表征和分析纳米金刚石膜,自制的漏气率测量装置测出纳米金刚石真空窗口漏气率... 微波等离子体化学气相沉积装置用于制备纳米金刚石膜和纳米金刚石真空窗口,气源为H2、CH4、Ar和少量O2。扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射仪、原子力显微镜用于表征和分析纳米金刚石膜,自制的漏气率测量装置测出纳米金刚石真空窗口漏气率。结果表明:金刚石膜厚20μm、表面平均粗糙度Ra=34. 6 nm,平均晶粒尺寸35 nm,金刚石窗口漏气率为2. 78×10-9Pa·m3/s。 展开更多
关键词 纳米金刚石膜 真空窗口 MPCVD 漏气率
掺氮超纳米金刚石薄膜制备及其电化学性能 预览
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作者 彭小兰 邹佳秀 +2 位作者 李海宁 王兵 熊鹰 《西南科技大学学报》 CAS 2017年第3期66-70,共5页
针对掺氮超纳米金刚石(N-UNCD)制备过程中由于N2掺杂源的高活化能所致的氮原子有效掺入量低的问题,采用二乙胺同时作为碳源和氮源,通过微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在硅基底上沉积N-UNCD膜。用扫描电镜、拉曼光谱和XRD对其表... 针对掺氮超纳米金刚石(N-UNCD)制备过程中由于N2掺杂源的高活化能所致的氮原子有效掺入量低的问题,采用二乙胺同时作为碳源和氮源,通过微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在硅基底上沉积N-UNCD膜。用扫描电镜、拉曼光谱和XRD对其表面形貌、组成结构等进行分析,并将制备的N-UNCD薄膜作为工作电极,考察薄膜电化学电容和对多巴胺的电化学检测性能。结果表明,使用二乙胺为反应源制备所得膜材为典型的N-UNCD薄膜,将其作为工作电极,循环伏安法和计时电流法测试电容值分别为42.1μF·cm~(-2)和32.2μF·cm~(-2);采用差分脉冲伏安法对多巴胺进行检测时,检测限可达0.88μM。 展开更多
关键词 二乙胺 超纳米金刚石 MPCVD 电化学电容
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“探测器级”单晶金刚石材料生长技术研究进展 预览
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作者 王勇 刘林月 李东双 《核电子学与探测技术》 北大核心 2017年第11期1111-1117,共7页
为了获得高性能单晶金刚石探测器,综述了一种制备高质量单晶金刚石的方法。在制备过程中,尝试使用了Lift-off剥离技术,使衬底可重复利用,大大降低了金刚石材料的成本。研究表明,通过该方法制备的金刚石材料质量优于商用"电子器件级"... 为了获得高性能单晶金刚石探测器,综述了一种制备高质量单晶金刚石的方法。在制备过程中,尝试使用了Lift-off剥离技术,使衬底可重复利用,大大降低了金刚石材料的成本。研究表明,通过该方法制备的金刚石材料质量优于商用"电子器件级"金刚石;利用该类材料制作的金刚石探测器性能优异:对14 Me V中子和5.486 Me Vα粒子的能量分辨率分别达到1.5%和0.3%,电荷收集效率接近100%。 展开更多
关键词 MPCVD HPHT 金刚石探测器 Ⅱa型衬底 LIFT-OFF OFF-AXIS
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氧气流量对MPCVD法制备超纳米金刚石膜的影响 预览
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作者 江彩义 髙冀芸 +5 位作者 郭胜惠 杨黎 彭金辉 张利波 胡途 王仕兴 《材料导报》 CSCD 北大核心 2017年第A01期66-69,共4页
采用微波等离子化学气相沉积技术,以CH4/H2/Ar为气源,通过调节O2流量,增强等离子体对非金刚石相的刻蚀能力,提高超纳米金刚石膜中金刚石相的含量。并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱及X射线光电子能谱(XPS)分别对超... 采用微波等离子化学气相沉积技术,以CH4/H2/Ar为气源,通过调节O2流量,增强等离子体对非金刚石相的刻蚀能力,提高超纳米金刚石膜中金刚石相的含量。并利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱及X射线光电子能谱(XPS)分别对超纳米金刚石膜的形貌、生长速率、晶型、晶粒尺寸及金刚石含量进行了表征分析,重点研究了O2流量对晶粒尺寸及金刚石含量的影响。实验结果表明,随O2流量的增加,平均晶粒尺寸从8.4 nm增大至16.1 nm,随后减小至9.6 nm;当O2流量为0.7 sccm时,金刚石相含量由71.58%提升至85.46%,平均晶粒尺寸约为9.6 nm。 展开更多
关键词 氧气流量 MPCVD 超纳米金刚石膜 金刚石含量
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MPCVD法同质外延生长单晶金刚石 预览 被引量:2
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作者 严垒 马志斌 +3 位作者 陈林 付秋明 吴超 高攀 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期92-96,共5页
利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在高温高压(HPHT)下制备的单晶片上进行单晶金刚石同质外延生长,研究了甲烷浓度和衬底温度对金刚石生长的影响。利用扫描电子显微镜与激光拉曼光谱仪对生长前后的样品进行表征。结果表明,利用... 利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在高温高压(HPHT)下制备的单晶片上进行单晶金刚石同质外延生长,研究了甲烷浓度和衬底温度对金刚石生长的影响。利用扫描电子显微镜与激光拉曼光谱仪对生长前后的样品进行表征。结果表明,利用HPHT单晶片上生长时,主要为层状生长和丘状生长模式,丘状生长易出现多晶结构。降低甲烷浓度能够降低丘状生长密度,提高金刚石表面平整度;金刚石生长速率随甲烷浓度、工作气压和衬底温度的增加而提高,但过高的甲烷浓度(72%)和衬底温度(1 150℃)会降低金刚石的质量。所生长出的单晶金刚石质量较为理想,衬底与生长层之间过渡比较自然,金刚石结晶度高,缺陷密度小,但随膜层增厚,非晶碳含量有所增加。 展开更多
关键词 微波等离子体化学气相沉积 同质外延 单晶金刚石
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Diamond/β-SiC film as adhesion-enhanced interlayer for top diamond coatings on cemented tungsten carbide substrate
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作者 Qingquan Tian Nan Huang +7 位作者 Bing Yang Hao Zhuang Chun Wang Zhaofeng Zhai Junhao Li Xinyi Jia Lusheng Liu Xin Jiang 《材料科学技术学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第10期1097-1106,共10页
In present work, diamond/β-SiC composite interlayers were deposited on cemented tungsten carbide(WC-6%Co) substrates by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition(MPCVD) using H_2,CH_4 and tetramethylsilane(... In present work, diamond/β-SiC composite interlayers were deposited on cemented tungsten carbide(WC-6%Co) substrates by microwave plasma enhanced chemical vapor deposition(MPCVD) using H_2,CH_4 and tetramethylsilane(TMS) gas mixtures. The microstructure, chemical bonding, element distribution and crystalline quality of the composite interlayers were systematically characterized by means of field-emission scanning electron microscopy(FE-SEM), X-ray diffraction(XRD), X-ray photoelectron spectrometer(XPS), electron probe microanalysis(EPMA), Raman spectroscopy and transmission electron microscropy(TEM). The influences of varying TMS flow rates on the diamond/β-SiC composite interlayers were investigated. Through changing the TMS flow rates in the reaction gas, the volume fraction of β-SiC in the composite interlayers were tunable in the range of 12.0%–68.1%. XPS and EPMA analysis reveal that the composite interlayers are composed of C, Si element with little cobalt distribution. The better crystallinity of the diamond in the composite is characterized based on the Raman spectroscopy, which are helpful to deposit top diamond coatings with high quality. Then, the adhesion of top diamond coatings were estimated using Rockwell C indentation analysis, revealing that the adhesion of top diamond coatings on the WC-6%Co substrates can be improved by the interlayers with the diamond/β-SiC composite structures. Comprehensive TEM interfacial analysis exhibits that the cobalt diffusion is weak from WC-6%Co substrate to the composite interlayer. The homogeneous microcrystalline diamond coatings with the most excellent adhesion can be fabricated on the substrates with the composite interlayer with the β-SiC/diamond ratio of about 45%. The composite structures are appropriate for the application in high-efficiency mechanical tool as a buffer layer for the deposition of the diamond coating. 展开更多
Growth of mirror-like ultra-nanocrystalline diamond(UNCD) films by a facile hybrid CVD approach
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作者 阳硕 满卫东 +3 位作者 吕继磊 肖雄 游志恒 江南 《等离子体科学与技术:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2017年第5期74-79,共6页
In this study, growth of mirror-like ultra-nanocrystalline diamond(UNCD) films by a facile hybrid CVD approach was presented. The nucleation and deposition of UNCD films were conducted in microwave plasma CVD(MPCVD) a... In this study, growth of mirror-like ultra-nanocrystalline diamond(UNCD) films by a facile hybrid CVD approach was presented. The nucleation and deposition of UNCD films were conducted in microwave plasma CVD(MPCVD) and direct current glow discharge CVD(DC GD CVD) on silicon substrates, respectively. A very high nucleation density(about 1?×?10~(11) nuclei cm~(-2)) was obtained after plasma pretreatment. Furthermore, large area mirrorlike UNCD films of Φ 50 mm were synthesized by DC GD CVD. The thickness and grain size of the UNCD films are 24 μm and 7.1 nm, respectively. In addition, the deposition mechanism of the UNCD films was discussed. 展开更多
关键词 MPCVD 纳米金刚石 微波等离子体化学气相沉积法 生长 混合膜 直流辉光放电 混合薄膜 镜子
CO2对金刚石膜结构的影响 预览
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作者 孙祁 汪建华 +2 位作者 陈义 翁俊 刘繁 《真空与低温》 2017年第1期58-62,共5页
采用微波等离子化学气相沉积法,使用甲烷、氢气和二氧化碳作为反应气氛进行金刚石膜的沉积研究。实验中通过添加并改变气体组分中CO2/CH4比值金刚石膜在高碳源浓度条件的可控性生长。通过Raman光谱、X射线衍射(XRD)及SEM对金刚石膜... 采用微波等离子化学气相沉积法,使用甲烷、氢气和二氧化碳作为反应气氛进行金刚石膜的沉积研究。实验中通过添加并改变气体组分中CO2/CH4比值金刚石膜在高碳源浓度条件的可控性生长。通过Raman光谱、X射线衍射(XRD)及SEM对金刚石膜的沉积质量,生长取向及表面形貌进行表征。结果表明,在其他参数保持一致时,在高甲烷下,只改变CO2/CH4比值可明显改变金刚石膜的表面形貌并提高金刚石膜的质量,实现纳米、(111)面及(100)面微米金刚石膜的可控性生长。 展开更多
关键词 微波等离子 CO2/CH4流量比 金刚石膜
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甲烷体积分数对纳米金刚石薄膜形貌的影响 预览
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作者 熊礼威 彭环洋 +2 位作者 汪建华 崔晓慧 龚国华 《表面技术》 CAS CSCD 北大核心 2016年第3期72-77,共6页
目的研究不同甲烷体积分数对纳米金刚石(NCD)薄膜生长的影响,实现较小晶粒尺寸、高平整度的NCD薄膜的制备。方法采用微波等离子体增强化学气相沉积的方法制备NCD薄膜,以CH4/H2为气源,在生长阶段控制其他条件不变的前提下,探讨不同甲... 目的研究不同甲烷体积分数对纳米金刚石(NCD)薄膜生长的影响,实现较小晶粒尺寸、高平整度的NCD薄膜的制备。方法采用微波等离子体增强化学气相沉积的方法制备NCD薄膜,以CH4/H2为气源,在生长阶段控制其他条件不变的前提下,探讨不同甲烷体积分数对NCD晶粒尺寸、表面形貌以及表面粗糙度的影响。采用SEM、XRD等观测NCD薄膜的表面形貌和晶粒尺寸大小,并利用Raman对NCD薄膜的不同散射峰进行分析。结果随着甲烷体积分数的增加,薄膜晶粒尺寸有减小的趋势。甲烷体积分数较低时,晶形比较完整,但致密度较小;甲烷体积分数较高时,晶形杂乱无章,但致密度较好。当甲烷体积分数为9%时NCD薄膜平均粒径达到最小,为21.3 nm,表面粗糙度较好,但非晶金刚石成分开始大量生成,NCD薄膜质量开始变差;当甲烷体积分数为8%时其形貌最好,且此时最小表面粗糙度小于20 nm。通过Raman分析可知NCD薄膜中出现了硅峰和石墨烯特征峰。结论甲烷体积分数对NCD薄膜形貌有较大影响,甲烷体积分数为8%时是表面平整度由较差变好再逐渐变差的分界点,且平均晶粒尺寸为23.6 nm,薄膜表面具有较好的平整度。 展开更多
关键词 纳米金刚石薄膜 MPCVD 晶粒尺寸 表面粗糙度 甲烷体积分数 表面形貌
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不同CO2流量对CVD金刚石膜生长的影响研究 预览
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作者 吴骁 汪建华 +4 位作者 翁俊 孙祁 陈义 刘辉 刘繁 《真空与低温》 2016年第6期340-343,364共5页
采用微波等离子体化学气相沉积法,以CH4-CO2为气源,通过改变CO2的流量,探讨了此气源下金刚石膜的生长情况。利用扫描电子显微镜对制备的金刚石膜表面形貌和断面进行了表征,采用Raman和X射线衍射仪对金刚石膜的质量和晶体结构进行分... 采用微波等离子体化学气相沉积法,以CH4-CO2为气源,通过改变CO2的流量,探讨了此气源下金刚石膜的生长情况。利用扫描电子显微镜对制备的金刚石膜表面形貌和断面进行了表征,采用Raman和X射线衍射仪对金刚石膜的质量和晶体结构进行分析。结果表明,CH4流量为50mL/min时,CO2流量在20~40mL/min范围内可以沉积出完整的金刚石膜,CO2的流量对金刚石膜的表面形貌影响较大,在CO2/CH4=30∶50条件下,沉积速率可达到3.4μm/h,同时可以制备出高质量的金刚石膜。 展开更多
关键词 CO2 MPCVD CVD金刚石膜
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气体流量对TYUT型MPCVD装置沉积大面积金刚石膜的影响 预览
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作者 郑可 钟强 +5 位作者 高洁 黑鸿君 申艳艳 刘小萍 贺志勇 于盛旺 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2359-2363,共5页
使用自行研制的频率为2.45 GHz的TYUT型MPCVD装置,以H2和CH4为气源,在功率为8 k W、基片温度为1000℃、气体流量为100-800 sccm条件下,进行了直径为65 mm的大面积金刚石膜的沉积实验。使用扫描电镜、X射线衍射仪、数字千分尺和Raman光... 使用自行研制的频率为2.45 GHz的TYUT型MPCVD装置,以H2和CH4为气源,在功率为8 k W、基片温度为1000℃、气体流量为100-800 sccm条件下,进行了直径为65 mm的大面积金刚石膜的沉积实验。使用扫描电镜、X射线衍射仪、数字千分尺和Raman光谱仪等仪器分别对金刚石膜的表面形貌、取向、厚度和品质进行了表征。实验结果表明,气体流量的变化会对金刚石膜的晶粒尺寸,晶体取向,沉积速率,厚度均匀性和品质产生较大的影响。气体流量在300-600 sccm范围内制备的金刚石膜才兼具晶粒尺寸均匀性好、表面缺陷少和品质高的优点。 展开更多
关键词 气体流量 MPCVD 金刚石膜 均匀性 晶粒取向 品质
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