片状h-CN化合物的高温高压化学合成与表征

 以高温烧结三聚氰胺制得的CNH化合物为C、N源，与分析纯单质硼粉以一定比例混合，在5.0～5.5 GPa、1 400~1 500 ℃高温高压条件下，经化学反应合成了六角硼碳氮（h-BCN）晶体。用傅立叶变换红外光谱（FTIR）和X射线光电子能谱（XPS）对产物进行了表征，结果表明，得到了含碳量较高的六方结构B_0.18C_0.66N_0.16化合物，成分接近于BC₄N，硼、碳、氮是以原子化合的形式存在；XRD分析确定该合成产物具有六角网状结构；SEM测量结果表明，B-C-N晶体具有片状六角形貌，尺寸在1 μm左右。     

Growth Feature of Cubic Boron Nitride on c-BN Crystal Substrates

Cubic boron nitride （c-BN） films were deposited on highly-oriented （111） bulk c-BN crystal by using the rf magnetron sputtering method. The growth films are characterized by micro-Raman spectroscopy （μ-RS） and scanning electron microscopy （SEM）, The results show that the high crystallization electron transparent c-BN films in thickness of about 10μm are obtained, Island and step growth models are clearly shown.     

片状h-BCN化合物的高温高压化学合成与表征

以高温烧结三聚氰胺制得的CNH化合物为C、N源,与分析纯单质硼粉以一定比例混合,在5.0~5.5 GPa、1 400~1 500℃高温高压条件下,经化学反应合成了六角硼碳氮(h-BCN)晶体。用傅立叶变换红外光谱(FTIR)和X射线光电子能谱(XPS)对产物进行了表征,结果表明,得到了含碳量较高的六方结构B0.18C0.66N0.16化合物,成分接近于BC4N,硼、碳、氮是以原子化合的形式存在;XRD分析确定该合成产物具有六角网状结构;SEM测量结果表明,B-C-N晶体具有片状六角形貌,尺寸在1μm左右。     

富硼体系中立方氮化硼晶体的生长

本文在hBN-Li3N体系中添加不同含量的单质硼(B),研究了cBN晶体在富B条件下的生长特性.结果表明,B进入晶体的位置具有明显的区域选择性.B以占据N(111)面内N空位的方式进入晶体,并与原有的N原子一起形成一个B原子和N原子的(111)面.随着B进入量的增加,越来越多的B原子取代N空位,B和N原子的混合面与邻近的B(111)面叠加,在晶体的中心部位形成颜色较深的三角形阴影并逐步扩展,最后,使晶体完全变成黑色.由于B占据N空位造成原来N的(111)面上有大量硼原子存在,使得晶体沿＜111＞方向生长困难而有利于沿＜100＞方向生长, 从而形成了八面体或类球形晶体.同时,由于加入的B与部分Li3N发生化学反应也可生成cBN,因此,体系中cBN晶体的形成受两种机制控制:一种为溶解析出过程,另一种为化学反应过程.cBN的产率随着B添加量的增加而降低的实验结果表明,溶解析出过程占主导地位.     

用射频磁控溅射法在c-BN晶体基底上生长c-BN薄膜

本文用射频磁控溅射方法在片状c-BN晶体基底上生长了c-BN薄膜,显微拉曼光谱(μ-RS)和扫描电子显微镜(SEM)测试结果表明:沉积的薄膜是大约10μm厚、高结晶性、电子透明的高纯c-BN薄膜.岛状和层状生长模式在试验中清晰的展示出来.同时在生长的c-BN薄膜内部和被遮盖的基底部分上发现了籽晶.     

Chemical Synthesis and Characterization of Flaky h-BCN at High Pressure and High Temperature

Hexagonal boron carbonitrogen （h-BCN） compound is synthesized from a mixture of boron powder and CNH compound prepared by pyrolysis of melamine （CaH6N6） under high temperature （1400-1500℃） and high pressure （5.0-5.5 GPa）. X-ray photoelectron spectroscopy, Fourier transform infrared spectroscopy and Raman spec- troscopy are used to determine the chemical composition and bonds of the product. The results show that the product has composition of B0.18C0.64N0.16 （near BC4N） and atomic-level hybrid. X-ray diffraction analysis indicates that the powder has a hexagonal network structure. Scanning and transmission electron microscopy results suggest that h-BCN compound morphology is mainly flaky in width about 1 μm and thickness 200nm.