化学气相淀积中甲烷含量变化的等离子体参数诊断

一、引言 金刚石薄膜以其优异的特性越来越受到人们的重视。人们已用各种方法制备出金刚石薄膜、并详细研究了膜质量、膜的形貌与各种宏观参量的关系。在这里,含碳物源相对于氢气的浓度比对金刚石膜的结构和形貌的影响是相当严重的。从许多报道中可知,当     

X射线光电子能谱辅助Raman光谱分析类金刚石碳膜的结构细节

分别采用具有和不具有弯曲弧磁过滤器的两种真空阴极弧离子镀方法,在不同工艺参量下制备了类金刚石碳膜.采用Raman光谱和X射线光电子能谱(XPS),分析了不同工艺参量下的类金刚石碳膜的键结构,通过对Raman光谱的D峰、G峰和C1s电子结合能峰位、强度的对比,详细讨论了沉积工艺参量对类金刚石碳膜结构的影响.研究发现,不同工艺下具有高强度D峰Raman光谱的类金刚石碳膜,其C1s电子结合能却分别位于284.15,285.50eV,表明高度石墨化和高度金刚石化两种状态类金刚石碳膜,都可以形成具有高强度D峰Raman光谱曲线 关键词： 类金刚石碳膜 Raman光谱 X射线光电子能谱     

利用X射线衍射研究聚晶金刚石复合片的残余应力(英文)

通过x射线衍射方法研究了聚晶金刚石复合片中金刚石层内的宏观残余应力以及微观残余应力.宏观残余应力通过测量x射线衍射的峰值移动可以计算出来,微观残余应力由x射线衍射的峰形宽化决定.本文研究结果表明:我们研究的三种型号聚晶金刚石复合片中存在着宏观残余压应力和微观残余张应力,并且发现宏观残余压应力和微观残余张应力的大小随着金刚石平均粒径的增大而减小,根据x射线衍射研究表明这可能是由于随着金刚石粒径的增大,聚晶金刚石复合片中金刚石相的减少而非金刚石相的增加造成的.x射线衍射技术可以非破坏性的测量宏观和微观残余应力的大小,因此,这是一种很好的检测聚晶金刚石复合片中残余应力的方法,并可以通过应力的大小来优化聚晶金刚石复合片的最佳组分和工艺,同时也可以给出聚晶金刚石复合片的最佳工作条件.     

金刚石（111）附H表面分子簇模型的边缘效应对势能计算的影响

通过计算甲基吸附于金刚石（１１１）附Ｈ表面及金刚石（１１１）附Ｈ表面脱Ｈ过程的势能及其它物理参量的变化，讨论了边缘效应对势能计算的影响，给出了这一影响的数量级及进一步修正边缘效频的方法。     

B4C与合金触媒体系合成金刚石的反应机理探讨

在总结由Ｂ４Ｃ加合金触媒体系中合成金刚石的有关实验的基础上，从Ｂ４Ｃ和合金触媒的结构入手，探讨了其形成金刚石的宏观（化学反应）和微观（原子分子）的机理过程，为Ｂ４Ｃ合成金刚石的继续研究提供了一个有益的尝试。     

非简谐振动对纳米金刚石表面性质的影响

借助米-里纳德-金斯势研究了纳米金刚石的Debye温度、表面能、表面压强、晶格参量随原子数和形状的变化规律, 探讨了非简谐振动和形状对其表面性质的影响.结果表明: 1)纳米金刚石的Debye温度和表面能随原子数的增多而增大, 其中杆状的Debye温度和表面能要小于立方形的值; 2)纳米金刚石的表面压强和低温时的晶格参量相对变化量随原子数N 的增多而减小,其中杆状的值要比立方形的值要大; 3)原子数较少时,非简谐振动效应和形状对纳米晶的Debye温度、表面能、 表面压强、晶格参量的影响显著.     

合成人造金刚石的高压腔内电阻率变化研究

 通过时人造金刚石合成腔内材料电阻率变化的某些宏观规律研究，分析了在不同高温高压条件下，合成腔内所发生的相变过程。本文采用的研究方法，表明了对封闭的高温高压腔内所发生的反应从外部进行动态连续观测的可能性与价值，为研究人造金刚石成核、生长的规律提供了较好的手段。     

金刚石集群NV色心的光谱特征及浓度定量分析

金刚石NV-色心具有优越的光致发光特性,可实现高灵敏度物理量探测。其中,NV-色心的浓度是影响其宏观领域物理量探测灵敏度的重要因素之一。分析了金刚石在NV-色心制备过程中产生的发光缺陷,研究了不同的电子注入剂量与NV-色心浓度的关系。首先,对金刚石进行电子辐照并高温真空退火,制备了NV-色心;然后,利用拉曼光谱仪测试了金刚石在电子辐照前、电子辐照后及退火后三个阶段中的荧光光谱,分析了金刚石在NV-色心制备过程中的光谱特性;最后,对生成的NV-色心的浓度进行了估算,并探究了不同电子注入剂量对NV-色心浓度的影响规律。结果表明,金刚石经电子注入后生成了524.7,541.1,578和648.1 nm发光中心。其中,HPHT合成金刚石经电子注入后普遍存在524.7 nm中心。电子注入后的金刚石经高温(≥800 ℃)真空(≥10-7 Pa)退火后,空位自由移动,不稳定的缺陷消失,当空位靠近氮原子时被束缚而形成氮空位色心。对于氮含量100 ppm的金刚石,当电子注入产生的空位含量小于120 ppm(2.1×1019 cm-3)时,NV-色心浓度与电子注入生成空位的含量的关系符合Boltzmann分布。该研究为利用氮含量100 ppm的金刚石实现定量NV-色心浓度的制备提供了参考依据,为NV-色心在宏观物理量精密测量的应用奠定了基础。     

天然与高温高压合成金刚石的RAMAN与PL光谱研究

天然、Fe-C(H)系及Ni-C系高温高压合成金刚石的晶体形态、Raman光谱及PL谱研究结果表明：Fe-C(H)系高温高压合成金刚石多为类似于天然金刚石的八面体形态,Ni-C系高温高压合成金刚石的晶体形态多为六八面体;天然金刚石的品级最佳、所含缺陷最少,Fe-C(H)系高温高压合成金刚石次之,Ni-C系高温高压合成金刚石品级最差、所含缺陷最多;金刚石在形成过程中,除结晶生长过程外,还应该存在“排杂”过程;人们在分析天然与HPHT合成金刚石形成过程之间的关联时,除要考虑两者形成的物质体系差异外,还应该充分关注时间、空间因素在金刚石形成过程中的意义。     

Ⅱ型晶体的厚度对纠缠双光子对的四阶干涉可见度的影响

在自发参量下转换(SPDC)的非线性光学过程中,一束激光作用在非线性晶体上,产生处于纠缠态的双光子对.近几年人们对自发参量下转换(SPDC)产生双光子纠缠性质及应用做了许多研究.     

CVD diamond films: from growth to applications

The present review provides an up-to-date report on the main potential of CVD diamond films for industrial applications as well as on recent basic research which seeks to understand diamond deposition microwave plasma reactors. This review includes firstly an overview of diamond film applications. Elements which explain variations in diamond film characteristics as a function of synthesis conditions are given. Also experimental results are reported which show variations in diamond characteristics (quality, microstructure, growth rate, growth mechanisms) as four plasma variables (pressure, power, percentage of methane, substrate temperature) are systematically changed. In the second part, we discuss the effects of these variables on local parameters such as electron temperature, gas temperature, carbon-containing species and H-atom densities. Finally, based on these results, relationships between key local parameters and diamond characteristics are established and discussed.     

射频偏置ECR-PECVD等离子体参数测量

利用双探针对ECR-PECVD装置中基片在射频偏置下的等离子体参数进行了测量。同时测量了在射频偏置下微波功率、磁场电流、进气量等参数对ECR-PECVD等离子体参数的影响。结果表明,在ECR-PECVD等离子体装置中,基片射频偏置对电子温度有影响,而等离子体密度主要由微波功率所决定。     

PSII系统中微波ECR等离子体的朗缪尔探针诊断

用朗缪尔探针对一个新颖的双谐振腔多功能PSII系统的微波ECR等离子体进行了诊断,得出了会切场中工作气体压强和微波功率对等离子体密度和电子温度的影响,及真空室内等离子体的分布。     

微波电子回旋共振等离子体阴极电子束的实验研究

介绍了实验室研制的微波电子回旋共振(ECR)等离子体阴极电子束系统及初步研究结果，该系统包括微波ECR 等离子体源、电子束引出极、聚焦线圈等。通过测量水冷靶电流和靶上的束斑尺寸，实验研究了微波ECR 等离子体阴极电子束的流强、聚束性能等随电子束系统工作条件的变化。结果表明：微波输入功率越高、引出电压越高，引出电子束流强越大；工作气压对电子束流强的影响较复杂，随气压增加呈现出先降低后升高的特点；在7×10⁻⁴Pa 的极低气压下电子束流强可达75mA，引出电压9kV；能量利用率可达0.6；调整聚焦线圈的驱动电流，电子束的束斑直径从20mm 减小到13mm，电子束流强未有明显变化。     

等离子体化学气相沉积TiN中参数的研究

一、引言 等离子体化学气相沉积(PCVD)薄膜是广泛应用的新技术。它沉积温度低,可沉积薄膜种类多,包括各种作为功能材料和结构材料的无机非金属薄膜。刘大明等对PCVD的动力学过程进行过研究。PCVD设备及工艺较简单,绕镀能力强,并且利用非平衡电离     

Effect of argon ion activity on the properties of Y2O3 thin films deposited by low pressure PACVD

Yttrium oxide thin films are deposited by microwave electron cyclotron resonance (ECR) plasma assisted metal organic chemical vapour deposition process using an indegeneously developed Y(thd)₃ {(2,2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate)yttrium} precursor. Depositions were carried out at two different argon gas flow rates keeping precursor and oxygen gas flow rate constant. The deposited coatings are characterized by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), glancing angle X-ray diffraction (GIXRD) and infrared spectroscopy. Optical properties of the films are studied by spectroscopic ellipsometry. Hardness and elastic modulus of the films are measured by load depth sensing nanoindentation technique. Stability of the film and its adhesion with the substrate is inferred from the nanoscratch test.It is shown here that, the change in the argon gas flow rates changes the ionization of the gas in the microwave ECR plasma and imposes a drastic change in the characteristics like composition, structure as well as mechanical properties of the deposited film.     

线性微波化学气相沉积制备SiNx薄膜的微结构及光学性能研究

利用自主研发的线性微波化学气相沉积系统在不同微波功率、微波占空比、基片温度、特气比例条件下制备了SiN_x薄膜. 通过扫描电子显微镜、椭圆偏振仪等表征测量技术, 研究了不同工艺参数对SiN_x薄膜表面形貌、元素配比、折射率、沉积速度的影响, 并探讨了薄膜元素配比、折射率、沉积速度间的关系. 结果表明: 利用线性微波沉积技术, 不同工艺参数下制备的SiN_x薄膜组成元素分布均匀, 同时具有平整的表面状态; 特气比例和微波占空比是影响薄膜折射率的最主要因素, 薄膜折射率在1.92–2.33之间连续可调; 微波功率、微波占空比、沉积温度、特气比例都对SiN_x 薄膜沉积速度影响较大, 制备的SiN_x薄膜最大沉积速度为135 nm·min^-1.     

Nanomorphological characteristics of the single-crystal Si(100) surface subjected to microwave plasma processing at weak adsorption

The influence of the conditions and composition of the highly ionized plasma of an electron cyclotron resonance low-pressure microwave gas discharge on the nanomorphology of the single-crystal Si(100) surface is studied. Model mechanisms of the processes controlling the main nanomorphological parameters of silicon crystals subjected to low-energy microwave plasma processing in chemically active and inactive gaseous media under the conditions of weak adsorption are considered.     

Substrate heating effects on the propagation dynamics of laser produced plume during pulsed laser deposition of oxides

We report on the expansion dynamics of laser-produced plasma plumes of complex oxides in an oxygen atmosphere. In particular, we have studied the combined effects of background gas pressure and substrate heating on the plume propagation in typical pressure and temperature regimes of oxides thin film deposition by pulsed laser deposition. Our results evidence a reduced resistance of the background gas to the plume propagation as the substrate temperature increases. The experimental data are analyzed in the frame of a model describing the plume propagation into the background gas. Our experimental findings clearly indicate that the deposition temperature might influence film growth, not only through its direct thermal effect on the surface kinetics of adatoms, but also by affecting the energetic properties of the precursors in the gas phase.     

低温等离子体沉积类金刚石薄膜

一、引 言 类金刚石薄膜有很多优越的性质,除了化学惰性外,它还具有很好的电学、光学和机械性能,如电阻率高,可见,紫外和红外光的透射性好以及附着力强等。至今已有各种各样的制备类金刚石的方法。如热解、离子束、溅射和等离子体化学气相沉积(PCVD)等。 本文采用的方法是在热丝CVD中加入直流放电。由于把直流放电和热解化学的方法结合起来,增强了CH_4的分解,同时为了了解成膜的微观过程,采用等离子体参数的诊断方法,实地监测膜的生成过程,对实现具有一定性质的类金刚石膜的重复生长是有利的。