气相法生长金刚石薄膜过程和热解CVD实验

本文简述了气相法生长金刚石薄膜的基本过程,论述了反应气体系统及碳源浓度、激活源、基片温度和预处理等参数对金刚石结构和性能的重要影响.     

用热解化学气相沉积方法合成金刚石膜

众所周知,金刚石不仅是最好的超硬耐磨材料,而且也是一种理想的功能材料。 1976年苏联科学家Derjaguin等人用化学输运反应方法首次在非金刚石衬底上合成出金刚石膜,1981年Spitsyn等人对该金刚石膜的合成机理进行了探讨。由于低压法合成金刚石可以在大面积的各种衬底上沉积出粒状或膜状金刚石,因此它将为金刚石在电子工业,光学工业和空间技术等重要领域的广泛应用开拓了崭新的局面。     

用射频CVD法在石英玻璃上生长微晶金刚石薄膜

利用射频等离子体化学气相沉积法（ｒ，ｆ．ｐｃｖＤ），在石英玻璃上生长出透明均匀的薄膜，经过电子衍射，激光喇曼散射，可见光透过率等测试，证明是金刚石薄膜，通过透射电子显微镜看不到颗粒。     

微波CVD法合成金刚石薄膜的生长规律

用微波等离子化学气相沉积方法（ＣＶＤ片）用丙酮－氢气混合气体作为原料,在单晶硅的（１１１）面和人造单晶金刚石的（１００）面上,生长出了优质金刚石薄膜,并对薄膜的生长规律进行了研究。     

CVD金刚石膜的压阻及其温度特性

在Fuchs-Sondheimer(F-S)薄膜理论的基础上，通过求解弛豫近似下的Bohzmann方程，求出了P-型金刚石膜的电导率。在价带分裂模型下得到了压阻的计算公式，计算了微应力作用下金刚石膜的压阻，压阻和应力的变化(△ε)有比较好的线性关系，张应力情况下压阻大于零，压应力情况下压阻小于零。从理论上给出了压阻和温度的关系，计算了压阻随温度的变化，压阻随着温度的上升而单调减小。     

直流弧放电等离子体喷流CVD法高速合成金刚石薄膜的研究

描述了用直流弧放电等离子体喷流ＣＶＤ法来合成金刚石薄膜的过程。通过实验确定了金刚石生长的最佳条件。实验结果表明，金刚石薄膜的生长速率约为６４μｍ／ｈ。借助拉曼光谱证实了膜为金刚石膜，扫描电镜拍摄的照片清楚的显示了晶体的形状。     

CVD金刚石薄膜的掺硼研究

主要介绍硼掺杂金刚石膜的生长．采用热灯丝CVD法在硅上制备金刚石薄膜，采用三氧化二硼制备硼掺杂金刚石膜．利用拉曼光谱分析硼掺杂金刚石膜的生长情况．结果表明：硼的掺杂质量分数随生长时间延长而增大；利用SEM观察硼掺杂金刚石膜的表面晶粒变小；利用银浆在掺杂金刚石膜表面制备电极，测试电流随温度升高而变大.     

CVD金刚石薄膜的织构分析

采用极图和取向分布函数法分析ＣＶＤ金刚石江膜的不同织构,分析表明,高的多重性因子使得｛１１０｝面织构有更高的出现概率,具体分析了｛２２１｝面织构出现的孪生机制,强调了织构与性能关系研究的重要性,并推荐使用先进织构分析手段。     

热解CVD法同质外延金刚石单晶的研究

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.     

微波等离子体CVD方法制备金刚石薄膜

采用微波等离子体化学气相沉积方法分别在CH4／H2，CO／H2和（CH4＋CO）／H2气体体系下合成了金刚石薄膜．结果表明，所合成的金刚石薄膜具有明显的柱状生长特性和较高的品质，（CH4＋CO）／H2体系合成的金刚石薄膜具有较高的生长速率和（100）晶面定向生长的特性．     

气相法同质外延金刚石单晶薄膜的研究

本文以＜１００＞和＜１１１＞两种取向的金刚石为衬底，用微波ＰＣＶＤ法进行了同质外延实验，考察了衬底取向，反应气体，碳源浓度等因素对外延层形貌与结构的影响，给出了获得比较理想单晶外延层的实验条件。     

CVD金刚石膜场发射机制的探讨

通过分析CVD金刚石膜的结构,对CVD金刚石膜的场发射机制进行了研究,结果表明金刚石膜内含有一定数量的石墨,当电子通过石墨时从石墨的电场中获得能量增大了电子隧穿金刚石晶粒的系数,据此提出了金刚石膜内石墨相增强电子隧穿金刚石颗粒以增强金刚石膜场电子发射的机制,并且根据该机制解释了一些实验现象。     

WC—Co硬质合金刀片热丝法金刚石薄膜涂层附着力

用热丝法研究了ＷＣ－６％Ｃｏ硬质合金刀片金刚石薄膜涂层附着力。结果表明：采用温度为８０℃,（ＨＣｌ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ）（体积比）为１∶１∶１溶液对硬质合金刀片表面去Ｃｏ１５ｍｉｎ后,经４０ｕｍ金刚石粉及１．５ｕｍ金刚石加２０ｕｍＴａＣ混合粉进行超声预处理,结果表明,沉积的金刚石薄膜与硬质合金刀片基底具有良好的附着力,而经４０ｕｍ金刚石粉处理的薄膜涂层组织与附着力要好一些。     

微波等离子体CVD金刚石薄膜的显微结构

用扫描电镜（ＳＥＭ）和透射电镜（ＴＥＭ）对６种微波等离子体ＣＶＤ金刚石薄膜的表面形貌和显微结构进行了研究，结果表明：在金刚石晶粒长大过程中，（１１１）面方向长大时产生密度很高的微挛晶缺陷，而（１００）面方向长大时产生的晶体缺陷较少。