微波等离子体化学气相沉积合成掺氮金刚石薄膜的缺陷和结构特征及其生长行为

Diamond film was deposited in CH₄ and H₂ gas mixture with a small amount of N₂ by microwave plasma assisted chemical vapor deposition (MPCVD). Scanning electron microscopy, Raman spectroscopy and transmission electron microscopy were applied to characterize the film. The results showed that the growth of grains are different the central region and the edge. In the central region, diamond grains nucleated with a density as high as 4.8×10⁸ cm^-2 and were preferential in 〈001〉 orientation. The inner grains formed an area without stacking faults,which was surrounded by a rim with a high density of stacking faults. A growth model was suggested to interpret the morphological feature and the behavior of preferential growth. At the edge, the grains were identified to be 6H polytypes of diamond and a new twin relationship of grains was found. Besides, the effect of the N dopant on the growth behavior of the diamond film deposited by MPCVD was discussed in connection with the growth rate of the film. 关键词： 金刚石 结构表征 透射电子显微镜 多型金刚石     

钛和镍与金刚石表面原子间结合力的比较试验

本文将金刚石表面镀覆上Ti和Ni,然后进行热处理(800℃),用LT-1A型离子探针质谱微分分析器测量其表面结合力,实验结果表明Ti与金刚石表面的粘结力大于Ni与金刚石的粘结力。这一结果与文献[1]提出的金刚石聚晶粘结的原子结构理论相一致。     

金刚石和石墨单晶表面覆盖沉积铬的研究

本文用X射线及电子衍射结构分析对金刚石和石墨单晶表面覆盖沉积铬进行了研究。将细颗粒金刚石或者高定向石墨片埋在经真空去气处理的电解铬粉中,在10^-5—10^-6Torr真空条件下,经高于900℃热处理,在金刚石及高定向石墨表面外延生长了Cr₃C₂和Cr₇C₃。对碳化铬生长的条件及覆盖沉积外延生长的物理机制进行了讨论。 关键词：     

人造金刚石低压气相生长的相图计算

用非平衡热力学耦合模型计算了由CH₄/H₂，CO/H₂和乙炔火焰等气相体系生长金刚石的相图．与经典平衡热力学理论计算结果不同的是这些相图都有一个金刚石生长区存在．相图中的金刚石生长区是实现金刚石气相生长的热力学基础，它的存在体现了超平衡氢原子等激活粒子对石墨的激活和对金刚石的稳定作用．计算的相图与报道的实验结果基本相符，因而对金刚石气相生长的理论和实验研究具有重要的指导意义 关键词：     

金刚石材料的ESR研究

用ESR方法对照研究了中国出产的五颗天然金刚石单晶,四颗人造金刚石单晶和两个化学沉积金刚石膜(CVD)等固体材料.发现I_b型天然金刚石中有四种a_N各向异性的N-中心自由基和一种C-中心自由基;而I_aB3型的未配对电子定域在N3型杂质中心的π^*反键轨道上;I_b型人造金刚石含有少量Ni,Fe等顺磁元素造成ESR线增宽,仅可观察到二重或三重裂分;在不同金刚石膜中.c-中心自由基的浓度可以相差很大.而低浓度的N-中心自由基的浓度相对变化较小;所观察到的C-中心自由基的两个卫星峰(a_H=7.2×10^-4T)是金刚石膜中¹H存在的直接证据.结果表明ESR方法是金刚石及类金刚石材料的一种快捷而有效的表征方法.     

RAMAN谱研究在退火和镍衬底上金刚石形核中甲烷的影响(英文)

藉助SEM和MICRO RAMAN ,我们研究了在退火和在镍衬底上金刚石形核中甲烷CH4 的影响。CH4 的浓度分别为 0 % ,0 5 % ,1 5 %和 2 5 % ,其中当甲烷浓度为 1 5 %时 ,金刚石在镍衬底上金刚石形核密度为 3× 1 0 8/cm2 ,这个结果高于以前的结果。金刚石膜的质量是好的。     

人工金刚石薄膜生长过程中有关反应活性的研究

用原子簇团模拟人工金刚石膜生长过程中的一些生长核,采用从头自治的DV-X_n方法对这些簇团和与生长过程有关的一些气相分子和基团(CH,CH_2,CH_3,·CH_3,CH_4·H,C_2H,C_2H_2,C_2H_4)进行了电子结构计算,从化学反应活性的角度探讨金刚石膜生长过程中这些气相分子和基团与生长核的反应活性,结果表明,CH,CH_2,CH_3,CH_4·H和变形的C_2H_2更易于与金刚石表面发生化学吸附。另外,通过分析簇团的电子态密度和前线分子轨道的组成情况,提出了人工金刚石膜生长中生长核长大的 关键词：     

纳米磷化镓粉体中混杂石墨和金刚石微晶的拉曼光谱分析

利用Raman光谱并结合能量色散X射线显微分析(EDX)和X射线衍射图谱(XRD)对混杂于纳米磷化镓粉体内的石墨和金刚石纳米微晶进行了分析。结果表明,在纳米GaP粉体Raman光谱中,位于1324 cm-1和1572 cm-1的两个宽强散射谱带分别归属于金刚石的F2g模和石墨的E2g模振动。EDX结果证实纳米GaP粉体材料中含有碳元素。XRD图谱中出现了石墨和金刚石的低晶面指数衍射峰。     

从碳化硅和铁体系合成金刚石

 为了探明从SiC生成金刚石这一过程中触媒作用的机理，有必要调查SiC加不同金属在高压高温下的行为。在本工作中，以16重量比混合的SiC和铁粉经5.4~6.0 GPa的高压力和1 300~1 500 ℃的高温处理20 min后，样品的X射线衍射分析表明：所有实验条件下SiC都发生了分解，并分别生成了Fe₃Si和Fe₃C；温度越高，SiC分解得越彻底，在温度高于1 375 ℃的样品中，伴随Fe₃C减少，有金刚石和石墨明显析出。扫描电镜观察表明：6.0 GPa、1 500 ℃下所得的金刚石晶体具有完整的八面体晶形，平均粒度约50 μm。