磁透镜技术及其在沉积金刚石/类金刚石薄膜中的应用

阐明了磁透镜原理，依照磁透镜理论和几何光学理论，给出一种确定磁透镜位置的方法。并将磁透镜技术应用到直流等离子射流化学沉积金刚石薄膜／类金刚石薄膜装置中，很好地消除了边界效应，实现高速大面积沉积高纯度金刚石薄膜／类金刚石薄膜的目标。     

类金刚石薄膜和金刚石薄膜的制备

本文介绍了类金刚石薄膜和金刚石薄膜的制备原理和4种方法,同时指出了它们的应用前景。     

CVD金刚石膜中的缺陷

研究了利用直流电弧等离子体喷射(DC Arc Plasma Jet)制备的大面积金刚石膜中的缺陷问题.研究表明:金刚石膜中的缺陷包括表面缺陷、晶内缺陷和晶界缺陷,以及由于内应力产生的金刚石膜宏观和微观裂纹.金刚石膜中的缺陷与制备工艺参数有着密切关系.     

甲烷浓度对大面积金刚石膜生长的影响

采用电子辅助热灯丝化学气相沉积(EA.CVD)方法沉积大面积金刚石膜,在金刚石膜的沉积过程中,碳源浓度的变化会直接影响着金刚石膜的生长和质量.使用Raman,SEM等手段对金刚石膜的生长特性进行了表征.     

甲烷浓度对大面积金刚石膜生长的影响

采用电子辅助热灯丝化学气相沉积(EA.CVD)方法沉积大面积金刚石膜,在金刚石膜的沉积过程中,碳源浓度的变化会直接影响着金刚石膜的生长和质量。使用Raman,SEM等手段对金刚石膜的生长特性进行了表征。     

用热激发电流法研究金刚石薄膜中的陷阱

对微波等离子体化学气相沉积（ＭＰＣＶＤ）的硅衬底金刚石薄膜，做了在液氮温区注入载流子，升温测其电流－温度关系的实验，观察到ａｓ－ｇｒｏｗｎ样品有明显的热激发电流峰，重复实验时，峰基本消失，经氢等离子体在￣９００℃处理２．５ｈ后，再重复实验，该峰又出现，推断热激发电流峰是由硅衬底金刚石薄膜内氢致陷阱中的载流子撤空引起的，这些能级在金刚石禁带中的陷阱是可以通过热处理消除的。     

甲烷浓度对光学级金刚石膜生长的影响

采用微波PCVD系统进行了高品质透明金刚石膜的制备,在金刚石膜的沉积过程中,碳源浓度的变化直接影响着金刚石膜的生长和质量。用Raman,SEM等手段对金刚石膜的生长特性进行了表征。     

聚脂膜衬底上的类金刚石薄膜

X光电子能谱和硬度分析测试表明:利用MEVVA离子注入机在聚脂膜(PET)表面注入或沉积C,可形成类金刚石(DLC)薄膜.根据C1s XPS谱可直接计算出DLC中sp3键所占比例.沉积法生长的DLC中sp3键所占比例明显高于注入法.与衬底PET相比,表面薄膜硬度提高了1个量级,大大改善了PET的性质.对DLC膜中的碳氧化合物污染进行了讨论.     

类金刚石碳膜在大气热退火过程中的稳定性

本文对双离子束溅射淀积法制备的类金刚石碳膜进行了大气中的热退火研究。退火温度３００℃，时间分别为１．５ｈ和３．０ｈ。对退火前后的样品分别作了红外透射谱、Ｒａｍａｎ光谱和电阻率的测量，并在退火过程中对膜层电阻率进行了即位测量。结果表明，３００℃的退火并不能使膜层中的Ｃ－Ｈ键断裂，而使膜层结构趋于完整，膜层氧化变薄，其电阻率和红外透过率过率增高；但退火对膜的影响程度只与退火温度有关，而与退火时间无关。     

金刚石膜抛光表面缺陷对其红外透射率的影响

通过等离子体喷射CVD(chemical vapor deposition)方法生长了光学级金刚石厚膜,运用电火花和机械抛光技术对厚膜进行了双面抛光,并研究抛光表面缺陷对厚膜红外透射率的影响.结果表明:表面的台阶、孔洞、裂纹和沟槽等缺陷均会引起入射红外光波的散射和吸收,从而导致金刚石厚膜透射率的下降.表面的台阶、孔洞、裂纹和沟槽等缺陷厚膜的平均红外透射率分别为46.53%,62.56%,50.11%,58.26%.     

YBCO膜上形成类金刚石膜研究

为防止高Ｔｃ超导探测器的超导电性退化或失超，用Ｃ＾＋注入、ＸｅＣｌ准分子激光辐照形成类金刚石（ＤＬＣ）保护膜。该膜结合紧密，克服了ＤＬＣ／ＹＢＣＯ两种材料晶格失配、线胀系数与热导率相差太大的矛盾。对ＤＬＣ膜的Ｒａｍａｎ谱所表征的Ｃ内部结构进行了分析，阐述了石墨态Ｃ转化为ＤＬＣ结构的机制，提出了激光所造成的瞬时高温、高压模型。     

SiOx薄膜微结构的正电子谱学研究

实验中选择Si（N型,（100面）,3～5Ω·cm）作为薄膜样品的基底,利用射频溅射方法制备低介电常数非晶SiOx（x〈2）薄膜,并通过真空退火来改变其缺陷态．正电子湮没多普勒展宽能谱（DBS）测量在慢正电子束流装置上进行．正电子湮没结果显示随退火温度增加,SiOx薄膜中有纳米晶硅生成,使正电子的捕获缺陷减少,从而使S参数呈下降趋势．     

Defect properties of GaAs by positron annihilation

Positron lifetime and Doppler Broadening spectra have been measured for three types of GaAs semiconductors. Direct evidence of native vacancy-type defects is found in the semi-insulating (SI-type) and n-type sample as its average lifetime {ie45-1} andS-parameter are larger than the bulk value. No positron trapping occurred in p-type GaAs. The lifetime spectrum of n-GaAs has also been measured as a function of temperature. The increase in average lifetime {ie45-2} from 226 ps to 234 ps at the temperature range 95–330 K was observed and was explained by the ionization of the vacancy. The slight increase in bulk lifetime {ie45-3} with the temperature was caused by the lattice expansion and expansion coefficient α=14×10⁻⁶K⁻¹ was evaluated. Chen Zhiquan: born in May 1969, Ph.D. graduate student. Current research interest is in positron annihilation. Supported by the National Natural Science Foundation of China     

PLD沉积DLC薄膜过程中碳等离子体的发射光谱特性

采用脉冲激光沉积方法,通过改变脉冲激光能量在单晶硅衬底上制备了类金刚石薄膜,利用椭圆偏振光谱和拉曼光谱对得到的薄膜进行测试,并对沉积过程中的碳等离子体发射光谱进行了研究。薄膜测试结果表明,随着脉冲激光能量的增大,薄膜sp^3成分增多。沉积过程中的碳等离子体发射光谱原位监测表明,随着脉冲激光能量的增大,C、C^＋、C^2＋粒子发射光谱强度增强,根据应力模型薄膜sp^3成分增多,与薄膜测试结果一致。并且发现C^＋粒子在形成sp^3键过程中起到了非常重要的作用。     

金刚石膜微结构分析

对在Si(100)基底上利用化学汽相沉积(CVD)法制备的金刚石膜，采用X—射线衍射(XRD)技术和正电子湮没谱学(PAS)原理进行了有关物相成分和微结构的测量分析．研究发现，在金刚石膜中微观缺陷的产生取决于薄膜生长过程的控制和基底表面局域生长环境的条件差异．结果表明，金刚石膜体和表面的结晶、微晶和非晶结构与正电子谱分析的3种正电子态相符合．     

金刚石薄膜场致发射材料的特性与应用

主要论述金刚石薄膜场致发射材料的性能，包括了多晶金刚石薄膜、类金刚石薄膜（DLC）、纳米结构金刚石薄膜、用酸处理后的金刚石薄膜等的性能，给出了几种典型的金刚石薄膜场致发射阴极结构。     

慢极化弛豫理论

提出了凝聚态电介质中的空间电荷扩散模型，用来解释慢极化效应．对自由弛豫过程中的扩散方程，用分离变数方法求出了精确的级数解．当时间ｔ甚小于响应时间τ时，精确解给出的衰减函数为ｅｘｐ（－ｔ／τ），与经验公式一致．但当ｔ较大时精确的衰减函数过渡到指数形式，近似的理论衰减函数可表示为ｅｘｐ（－ｔ／τ＋ａｔ２／τ２）；当ｔ＜２．５τ时它的近似程度很好．理论给出ａ＝３．６１３５２．在室温下对石蜡作了仔细测量，结果和理论完全一致．当ｔ≥２．５τ时，衰减函数已减小至不超过０．６７％；测量讯号微弱到超出一般仪器的精度范围而不必再计及     

类金刚石碳膜的微结构与光学特性

利用付里叶变换红外(FTIR)光谱仪和X射线激发的CKLL俄歇电子谱的一次微分表征了类金刚石(DLC)膜的微结构。指出在高离子轰击能量和低CH_4压强下,射频等离子体沉积所制得的DLC膜具有好的热稳定性,膜内主要以sp~3 C-C键为主,折射率(红外)、光学带隙几乎为常数。     

用正电子湮没研究CaO掺杂的CeO2氧离子导体

测量了不同CaO掺杂量的CeO2 氧离子导体 (CaO) 1-x(CeO2 ) x 的正电子寿命谱 .发现正电子寿命随x的增加 (x从 0 .0 5到 0 .5)先增大后减小 ,峰值出现在x =0 .1 2附近 .从掺杂离子与缺陷的相互作用所造成的缺陷组态变化对该现象进行了解释 .