CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜,发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主;用高倍扫描电子显微镜分析显示,渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成.     

CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜，发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主；用高倍扫描电子显微镜分析显示，渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成。     

CVD金刚石的形核和生长

应用自制的热解丝CVD装置,研究了在金刚石沉积过程中改变甲烷浓度对其形核和生长的影响。结果表明,金刚石形核后,增加甲烷浓度,仍然可以在硅基底表面继续形成新的晶核。但是甲烷浓度由0．6％逐渐增加到1．2％时,所得最终形核密度比一开始就将甲烷浓度设为1．2％的形核密度低。新晶核比先形成的晶核具有较大的长大速度,随后所有晶核尺寸逐渐趋向相同。     

CVD金刚石薄膜二次形核机制的研究

根据实验观察分析提出了金刚石二次形核机制，此机制认为二次形核很容易在（100）晶面上和晶界上形成，通过比较（100）面的二次形核和形成新生长台阶的系统自由能差，可知当气氛中的碳氢基团浓度较大时，粘附在基底的碳氢基团发生堆集，如果堆集碳氢基团高度尺寸较大时将形成二次晶核，也对晶界二次形核的系统自由能差进行了，结果表明晶界二次形核是自发的，将导致体系自由能的下降。     

热丝CVD金刚石薄膜制备及碳纳米管形核作用的研究

利用热丝化学气相沉积法 (HF CVD)进行了金刚石薄膜制备和碳纳米管形核作用的研究。获得了制备金刚石薄膜的优化工艺参数。利用碳纳米管作为形核前驱获得了高质量的金刚石薄膜 ,其沉积速率可达 2 5 μm/h ,晶粒生长完美 ,而且没有出现聚晶现象。研究了碳纳米管涂料质量对薄膜沉积特性的影响 ,并对其机理进行了初步探讨     

热丝CVD金刚石薄膜制备及碳纳米管形核作用的研究

利用热丝化学气相沉积法（HF－CVD）进行了金刚石薄膜制备和碳纳米管形核作用的研究。获得了制备金刚石薄膜的优化工艺参数。利用碳纳米管作为形核前驱获得了高质量的金刚石薄膜，其沉积速率可达2．5μm/h，晶粒生长完善，而且没有出现聚晶现象。研究了碳纳米管涂料质量对薄膜沉积特性的影响，并对其机理进行了初步探讨。     

MPCVD制备金刚石膜的形核与生长过程

简要介绍了金刚石膜的物理化学特性及应用领域。对比分析了主要化学气相沉积方法的优缺点,并指出MPCVD所面临的技术瓶颈。总结了反应腔体内压强、基片温度、基体材料及增强形核技术对金刚石膜形核过程的影响。较低腔体内压力、基片温度,高碳源浓度及等离子体预处理能有效提高形核密度。阐述了各过程参数对金刚石膜生长的影响和微米、纳米、超纳米金刚石膜的技术特点及应用。指出各类金刚石膜制备所面临的技术难题,并综述了解决该技术瓶颈的最新研究工作。     

SiNx介质薄膜制备及其对GaN表面金刚石形核生长的影响

SiNx作为GaN和金刚石异质结构的中间层,不仅是下层GaN材料的保护层,也是上层金刚石的形核生长层,因此SiNx介质薄膜对于GaN表面合成高质量金刚石具有重要的意义。研究分别采用低压化学气相沉积（LPCVD）和磁控溅射（MS）方法在GaN-Si衬底上制备SiNx介质薄膜。利用扫描电镜、傅立叶红光光谱、X射线衍射、激光拉曼等技术对SiNx薄膜的表面形貌、晶体结构和表面官能团等进行分析。结果表明,采用LPCVD镀制的非晶态SiNx介质薄膜经籽晶播种、形核生长金刚石后,金刚石/SiNx/GaN界面完整致密;采用MS制备的SiNx介质薄膜呈晶态特征,对应的界面出现明显的刻蚀坑。沉积方式会影响SiNx薄膜的晶体结构和微观形貌,高致密度的非晶态结构有利于金刚石层快速形核生长,对于构建金刚石基GaN结构更为有利。     

热灯丝CVD法金刚石膜负偏压增强核化机制的研究

利用扫描电镜、原子力显微镜、Ｒａｍａｎ谱和红外吸收谱研究了在衬底负偏压和电极偏压下热灯丝ＶＣＤ金刚石膜核化增强的机制。在两种负偏压下,Ｓｉ（１００）上在－３００Ｖ和２５０ｍＡ时最大核密度分别达到了１０＾１０ｃｍ＾－２和１０＾１１ｃｍ＾－２。研究表明产生于石墨支架和电极上金刚石涂层的电子激发了等离子体,并通过红外吸收谱探测发现等离子体的出现极大地增强了化学基深度。实验结果还表明,正离子对衬底的轰击和     

一种提高金刚石薄膜形核密度的新方法

报导了一种提高火焰法合成高质量金刚石薄膜形核密度的新方法-化学腐蚀法;研究了在化学腐蚀试样表面上金刚石的形核与生长行为、晶粒度与形核密度之间的关系。试验表明:经腐蚀后的样品,金刚石形核均匀致密,2min内便能形成连续的膜。金刚石形核密度随晶粒度的增加而增大。初步分析了化学腐蚀法提高形核密度的原因,认为晶界对金刚石的形核起重要作用。     

硬质合金YG8上金刚石薄膜的成核研究

利用调节基底表面碳流量的方法促进了热丝ＣＶＤ中硬质合金ＹＧ８上金刚石薄膜的成核，使成核期大为缩短，根据扫描电镜和拉曼光谱对沉积结果的分析，研究了ＹＧ８上金刚石薄膜成核的机理。     

CVD金刚石成核的最新研究

研究了化学气相条件下金刚石在非均匀研磨硅基底表面及镜面基底和均匀研磨基底边缘及角域处的成核行为。发现ＣＶＤ金刚石成核不仅依赖于沉积区缺陷，更主要由缺陷的锐度决定，即缺陷加强ＣＶＤ金刚石成核的锐度效应。在对无序碳上ＣＶＤ金刚石成核研究的基础上，讨论了ＣＶＤ金刚石成核的机理，并由此阐明了各种表面预处理及负偏压等增强ＣＶＤ金刚石成核的微观过程。     

镍衬底上定向金刚石膜的成核与生长

提出了一种包括晶粒接种、高温退火、成核、生长四过程的薄膜沉积新方法 ,用射频等离子体增强热丝化学气相沉积系统 ,在Ni衬底上制备了定向金刚石膜。通过对成核和生长两过程工艺条件的研究 ,掌握了提高成核密度和金刚石定向生长规律。实验还表明 ,膜与Ni衬底之间未见Ni C H界面层的形成     

氮原子在CVD低压金刚石制备过程中的作用

根据理论计算得到了碳氢氮体系低压金刚石生长非平衡定态相图，结果与实验数据相当符合，并通过相图和热力学计算讨论了氮原子含量对金刚石生长条件的影响以及在ＣＶＤ金刚石制备过程中提高金刚石薄膜生长速率的原因。     

卤素原子在化学气相淀积金刚石薄膜过程中的作用

根据非平衡热力学耦合模型计算得到了碳氢氟和碳氢氯体低压金刚石生长的非平衡定态相图，计算与大量实验事实符合良好。     

金刚石CVD金属化及其应用

为了提高金刚石表面浸润性和焊接性,使金刚石与胎体实现牢固冶金结合,采用金刚石化学气相沉积(CVD)表面金属化的方法来改善金刚石表面性质。通过扫描电镜和能谱分析仪对金刚石表面金属化层进行表面形貌和成分分析;同时采用金属化处理的80目金刚石、综合性能较好的球形硬质合金和低熔点合金粉末以及新型焊接用粘结剂A2B,按照一定的配比制成堆焊焊条,进行钢齿牙轮钻头材料表面堆焊强化处理和耐磨性试验研究。结果表明:①采用CVD在金刚石表面沉积一层较厚的合金层,既保证了包覆的均匀性,也可以避免金刚石的多次高温受热,降低发生金刚石石墨化的几率;②CVD金属化层组织均匀、致密,镀层主要成分为Ni元素;③含有CVD金属化金刚石的自制焊条堆焊后总磨损量仅为江钻焊条的27.27%,耐磨性能非常好;④金刚石CVD金属化能够对金刚石表面进行改性,实现金属化金刚石、硬质合金和基体之间的良好结合。     

线形微波等离子体CVD金刚石薄膜沉积技术

本文将讨论一种新型的微波等离子体CVD设备———线形微波等离子体CVD设备和其在金刚石薄膜制备技术中的应用。利用Langmuir探针方法对线形微波等离子体CVD设备产生的H2等离子体进行的等离子体参数测量表明,在工频半波激励的条件下,H2等离子体的电子温度和等离子体密度分别约为6 eV和1×1010/cm3。尝试利用线形微波等离子体CVD设备,在直径为0.5 mm的小尺寸硬质合金微型钻头上进行了金刚石涂层的沉积,获得了质量良好的金刚石涂层。由于线形微波等离子体CVD设备产生的等离子体面积具有容易扩大的优点,因而在需要使用较大面积等离子体的场合,它将有着很好的应用前景。     

金属元素Co、Fe、Cu、Ti对孕镶金刚石基底CVD金刚石涂层膜基界面结合强度的影响

采用基于密度泛函理论的第一性原理理论法, 研究了金属元素Co、Fe、Cu、Ti对孕镶金刚石基底化学气相沉积金刚石涂层膜基界面结合强度的影响及其作用机理。界面结合能、电荷密度和化学键重叠布居数的计算结果表明:Co、Fe元素具有较强的电荷转移能力, Cu、Ti元素在沉积过程易生成金属碳化物过渡结构, 且Cu、Ti元素掺杂模型膜基界面间C原子成键较强, 成键也更接近理想金刚石C-C键, 这些原因导致Cu、Ti元素掺杂模型的膜基界面结合强度较强, Co、Fe元素掺杂模型的膜基界面结合强度较弱。据此, 可适当调整金属元素比例, 优化工艺参数, 从而改善孕镶金刚石钻头上沉积CVD金刚石涂层的性能。