负衬底偏压增强金刚石核化的机制研究

利用扫描电子显微镜镜研究了热灯丝ＣＶＤ系统负衬底偏压增强金刚石核化的过程，给出了实验结果。着重分析了负衬底偏压增强金刚石核化的机制。     

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。     

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。     

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。     

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。     

单晶硅衬底上金刚石成核密度的研究

本文研究了用热灯丝化学气相沉积方法在单晶硅衬底上制备金刚石薄膜时其成核密度与制备条件的关系。结果表明,衬底表面状态、衬底温度、灯丝温度、灯丝与衬底表面间距离等对金刚石成核密度有明显的影响,且表面状态的影响最大。     

水汽在细微颗粒表面异质核化数值分析

建立蒸汽在同时含有不溶物质与可溶成分的粗糙颗粒表面核化特性数值实验平台,对水汽异质核化晶核形成自由能、成核速率、成核几率、成核临界饱和度、平衡水汽饱和度进行数值分析.结果表明:可溶性盐含量对成核自由能势垒、成核临界饱和度无影响,但对晶核越过自由能势垒进一步长大过程自由能及平衡水汽饱和度影响显著.用自仿射分形理论描述粗糙颗粒表面,将表面粗糙程度与接触角联系起来,研究发现:颗粒表面粗糙度降低了成核自由能势垒,引起成核速率与成核几率迅速增大,成核临界饱和度降低,而对晶核进一步长大过程中水汽的平衡无明显影响.较高的可溶性盐含量有利于核化液滴的长大;颗粒表面越粗糙,越易于核化.     

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.     

CVD金刚石涂层附着性能研究

采用微波等离子体CVD（MPCVD）法在YG6硬质合金基体表面沉积金刚石涂层，在金刚石的形核和生长阶段分别采用不同的沉积条件，研究了分步沉积工艺对金刚石涂层形核，质量及其附着性能的影响，结果表明：采用分步优化的沉积工艺，可明显改善金刚石涂层与刀具基体之间的附着性能，这主要是由于基体表面形核密度的提高，增大了涂层与基体之间的实际接触面积。     

金刚石薄膜在Si(100)上的偏压成核与织构生长的研究

通过微波等离子化学气相沉积法（ＭＰＣＶＤ）在镜面抛光Ｓｉ（１００）上生长出高品质的具有（１００）织构的金刚石薄膜．列举了最佳成核与生长条件．ＳＥＭ和Ｒａｍａｎ光谱对所得样品进行了表征,并对偏压的影响及成核生长机制进行了讨论．     

Valance electron structure of carbide-diamond interface and catalytic mechanism for diamond synthesis under high-pressure and high-temperature

The metallic films surrounding a synthetic diamond formed under high-pressure and high-temperature (HPHT) in the presence of Fe-based and Ni-based catalysts were studied by scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD) and transmission electron microscopy (TEM). It was showed that the carbide was the primary carbon source for the nucleation and growth of diamond. Based on the EET (empirical electron theory in solid and molecules) theory, the valence electron structure of interface between carbide (Fe₃C, Ni₃C, (Fe, Ni)₃C) and diamond was calculated using the bonding length difference (BLD) method. The boundary criterion of Thomas-Fermi-Dirac-Cheng (TFDC): “the electron density being equal on the contacting surfaces of atoms” was applied to analyze the valence structure of carbide-diamond interface. The result based on the calculation valance electron structure is in good accordance with the experimental result. This study is very helpful to reveal the catalytic mechanism of diamond nucleation and growth and design the new catalyst for diamond synthesis.     

添加剂对水合物蓄冷过程影响探讨

水合物蓄冷技术应用的关键是水合物的快速成核与生长。探讨了多孔介质、醇、电解质、表面活性剂、纳米颗粒等影响水合物结晶成核诱导时间、生长速度和蓄冷密度等关键因素。通过合适的添加剂制成乳液和纳米乳液,降低了水合物成核诱导时间,减少了水合物形成过冷度。纳米乳液中水合物可在静态系统中蓄冷。