CVD金刚石大单晶外延生长及高技术应用前景

CVD（化学气相沉积）金刚石大单晶生长是CVD金刚石膜研究领域在过去十余年中所取得的重大技术进展之一,在一系列高新技术领域有极其重要的应用前景。针对CVD金刚石大单晶的制备和应用进行了综述。首先对CVD金刚石大单晶生长技术进行了概括性的描述,然后对CVD金刚石单晶制备方法进行详细介绍和评述。并对CVD大单晶在高性能辐射（粒子）探测器、金刚石高温半导体器件、高压物理试验、超精密加工以及在首饰钻戒等方面的应用现状与前景进行了介绍与评述。最后针对CVD高仿钻戒与天然钻戒的鉴别进行了评述,并提出了新的建议。     

金刚石自支撑膜衬底生长立方Y_2O_3薄膜的性能

采用射频磁控溅射法在抛光的CVD金刚石膜上制备了立方(222)择优取向的Y2O3薄膜,利用XRD,纳米力学探针,划痕仪,FTIR和TEM等手段研究了退火对Y2O3薄膜的结构、力学性能和红外透过率的影响及Y2O3的微观结构。结果表明:通过退火Y2O3薄膜的结晶程度增加,退火后的择优取向仍为立方相(222)晶面结构;薄膜的硬度降低而弹性模量升高,薄膜与金刚石的结合力增加;薄膜的红外透过率略有降低;薄膜为柱状晶结构并存在大量非晶态。     

双重控温式烘箱

双重控温式烘箱是在101—IV 型电热鼓风干燥箱的基础上改装而成的。它是用原烤箱的热胀式控制器(热胀断开、冷缩导通)自动调节,与新装 TEM 电子调节器相配合进行自动控温的一种方法。     

直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法制备金刚石膜过程中冷阱的设计及作用

首先,介绍直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法的原理以及气体循环系统的设计和其优缺点;其次,详细介绍冷阱系统的设计及其工作原理;最后,使用拉曼光谱和傅里叶变换红外光谱与光致发光光谱对比添加冷阱系统前后的金刚石薄膜的质量。结果表明:冷阱系统可以有效过滤循环气路中的热油气,避免杂质的掺入;在添加冷阱系统后,金刚石膜内掺入的杂质减少,金刚石拉曼峰半高宽降低到6.76 cm?1,接近于Ib型单晶金刚石的,且自支撑金刚石膜的晶体质量明显提高,光学透过率提升较大,在10.6 μm波长处达到68.4%。      

InAlAs/InGaAs复合限制层对InAs量子点发光性质的影响

系统研究了InAlAs/InGaAs复合限制层对InAs量子点光学性质的影响;发现InAs量子点的基态发光峰位、半高宽以及基态与第一激发态的能级间距都强烈地依赖于InAlAs薄层的厚度和In的组分;得到了室温发光波长在1.35μm,基态与第一激发态的能级间距高达103 meV的InAs量子点的发光特性。这一结果对实现高T_0的长波长InAs量子点激光器的室温激射具有重要意义。     

胞状沉淀组织的SEM和TEM分析

利用气体辉光放电原理，在低碳钢表面渗入Ｗ、Ｍｏ元素，使其表面形成基体为α相的Ｗ、Ｍｏ共渗层［１］。胞状沉淀组织是Ｗ、Ｍｏ共渗后连续冷却时的析出物。利用扫描电镜和透射电镜的观察和分析，本文对渗Ｗ、Ｍｏ层中胞状沉淀组织的析出形态、沉淀相结构、化学成分及胞...     

含金刚石的复相过渡层及Al2O3衬底上金刚石薄膜的附着力

采用微波等离子体化学气相沉积的方法，以H2和八甲基环四硅氧烷(D4)为原料，在H2(Ⅱ)：H2(Ⅰ，为带动D4的载气)的流量比23：l，P=5332．88Pa，Ts=850℃左右的工艺条件下，制备了含有金刚石及一定量SiO2和SiC的复相薄膜。初步的实验结果表明，金刚石相可在该复相薄膜上继续生长，进而形成高质量的金刚石薄膜。同时，与在Al2O3衬底上直接沉积的金刚石涂层相比，采用上述复相薄膜作为过渡层可明显地提高金刚石涂层对于Al2O3陶瓷衬底的附着力。     

微/纳米复合多层金刚石自支撑膜的制备及应力研究

利用大功率DC Arc Plasma Jet CVD装置,采用Ar-H2-CH4混合气体为气源,通过优化工艺参数,在多晶钼衬底上制备出了多层复合金刚石自支撑膜.利用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、激光拉曼谱(Raman)对膜体进行表征,结果显示,多层膜体的组织结构体现了微米金刚石与纳米金刚石的典型特征;复合金刚石自支撑膜具有光滑的表面,微米层与纳米层间呈相互嵌套式的界面;此外,利用激光拉曼谱分析了多层膜中的内应力状态,研究发现,多层膜中各层膜体具有不同的内应力状态,内应力沿膜体生长方向有明显变化,呈现出从压应力到拉应力的变化过程.     

纳米金刚石复合镀层的高温结构稳定性

研究了电沉积法制备的纳米金刚石复合镀层结构的高温稳定性。用氮气保护的管式炉进行纳米金刚石镍钴复合镀层的高温处理。差热法（DSC）分析镀层高温时的物理变化,利用扫描电镜（SEM）观察镀层处理前后的组织形貌,高分辨电镜（HRTEM）观察镀液中纳米金刚石粉的分散性和镀层的结构特征,维氏硬度计测量镀层的显微硬度。结果显示显微硬度在300℃处理后有一个最高值,之后更高的处理温度下基本保持在HV800以上。     

抛光对化学气相沉积金刚石自支撑膜断裂强度的影响

研究了抛光对化学气相沉积金刚石自支撑膜断裂强度的影响。结果表明,金刚石自支撑膜粗糙表面所带来的V形缺口会降低其断裂强度,而且随着膜厚的增加,降低的程度越明显,通过抛光粗糙表面,消除了V形缺口对断裂强度的影响,有利于提高金刚石膜的抗破坏能力。提出了一种金刚石膜断裂强度的经验计算方法,获得的断裂强度值更接近于金刚石膜的本征断裂强度。