离子轰击对金刚石核形成能影响的理论探讨

金刚石核化是制备金刚石薄膜的关键。目前,负偏压是增强金刚石核化最有效的方法。本工作着重计算了在负偏压增强金刚石核化的过程中,金刚石在离子对衬底表面进行轰击导致衬底表面产生微缺陷（凹坑）上成核的形成能,给出了金刚石的核化能,核化密度以及核化速率与凹坑密度的解析函数。结果表明金刚石的核化能随凹坑密度的增大而降低,从而导致核化密度及核化速率的提高,与文献中的实验结果相一致。分析和讨论了凹坑降低金刚石核形成能的原因。     

负偏压增强离子表面扩散机制

对利用热灯丝ＣＶＤ沉积金刚石膜时负衬底偏压强金刚石的核化过程进行了分析。结合等离子体和碰撞等有关理论,从理论上初步地研究了负衬底偏压对增强活性离子沿衬底表面扩散的影响,给出了扩散九,扩散距离与负底偏压之间的关系。结果表明扩散系数和扩散距离都随着负衬底偏压的增大而增大。     

热灯丝CVD沉积金刚石膜系统中负衬底偏压增强活性离子流量的理论分析

本对热灯丝ＣＶＤ沉积金刚石膜的核化过程进行了分析,从理论上研究了负衬底偏压增强活性离子的流量。     

衬底负偏压热灯丝CVD金刚石薄膜在锥体上核化的研究

以ＣＨ４和Ｈ２为反应混合气体,用衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ法在Ｓｉ（１００）面上制备金刚石膜,使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）,Ｒａｍａｎ谱和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对在硅尖上的金刚石核化进行了研究,并着重讨论了沉积在硅尖上的金刚石颗粒的生长机理。     

负衬底偏压增强离子轰击对金刚石核化影响的理论分析

从理论上研究了负衬底偏压增强子轰击对金刚石的影响,并用理论解释了一些实验现象。     

镜面抛光硅衬底上金刚石薄膜的生长

在镜面抛光硅衬底上加负偏压,利用微波等离子体化学气相沉积方法生长金刚石薄膜．通过改变偏压成核阶段的不同条件制备出一系列样品,与直接在镜面抛光硅衬底上不加偏压直接生长的金刚石膜相比,成核密度明显提高,可达4×109cm－2。     

C60薄膜硅衬底过渡层对金刚石薄膜的生成

用微波等离子体化学气相淀积方法，以Ｃ６０薄膜作为在硅衬底上的过渡层，无衬底负偏压。采用通常淀积金刚石薄膜的生长条件，在Ｃ６０薄膜上生长出多晶金刚石薄膜。     

金刚石膜在偏压电场作用下的成核行为

探讨了用微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在Si(100)衬底上加偏压电场和不加偏压电场情况下金刚石膜的成核行为.并经用原子力显微镜(AFM)分析,偏压电场对金刚石成核有促进作用.文章也分析了偏压电场所以能促进金刚石成核的机制.     

织构金刚石薄膜生长特性与研究

目前利用气相法得的金刚石薄膜多为晶膜，性能远不如天然金刚石，严重地影响了它在光学、电子学等方面的应用。因此，如何控制合成条件，实现金刚石薄膜的均匀定向生长是目前金刚石薄膜研究中急需解决的课题。本工作利用电子促进ＨＦＣＶＤ技术成功的得到了织构生长的金刚石薄膜，研究了合成的优化工艺条件。实验中钨丝温度为２０００℃，ＣＨ４／Ｈ２浓度０．４—２％，基片温度控制在７５０－９００℃，基片与钨丝之间加偏压１３０Ｖ。对合成的薄膜用扫描电子显微镜（型号ＳＥＭ１０００Ｂ—２）观察薄膜的形貌。结果表明，当碳源浓度为的０．８％，基片温度为８７０℃时，晶粒晶形好，样品上金刚石颗粒已经连成了薄膜，每个晶粒顶部呈现和衬底平行的（１００）面。ＣＨ４浓度高时，晶性变差，呈粗糙的球状多晶状。基片温度过低时晶形较差。温度过高因相变和气化不能成膜。基片温度在８５０℃－９００℃范围内可连续成膜。加衬底偏压可以提高基底表面能和降低原子团界面自由能，因而可以促进成核。综上，我们利用偏压促进成核ＨＦＣＶＤ技术，在优化工艺条件下得到了织构生长金刚石薄膜，为揭示其外延生长机理提供了实验数据     

用慢正电子束测定类金刚石薄膜中的缺陷浓度

对在不同极板负偏压下采用射频-直流等离子体方法制备得到的类金刚石膜(a-C:H)的微结构进行了测量,利用慢正电子束实验装置,探测并分析了样品缺陷浓度的分布情况.结果表明,在不同偏压下制备的薄膜,其膜中缺陷浓度存在很大差别,但在900 V偏压下制得的样品,膜中的缺陷浓度最低.