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本文采用低能离子注入方法,在2 000、5 000、7 000和8 500 V四种不同的高压电场中进行了八面体硼(B)皮金刚石的离子注入实验,并与同一批未注入B的金刚石进行了XPS测试和热失重分析的对比实验。XPS测试结果证明了注B金刚石表面已形成B皮;热分析(TGA)实验表明了八面体B皮金刚石的耐热起始氧化温度T(onset)均超过1 000 ℃平均达1 027 ℃。结果表明:金刚石{111}晶面的B皮抗氧化性能最好,并与离子注入深度无关。 相似文献
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叙述了在GLZ-100E工业离子注入机上采用20~60 keV氮离子及氮分子离子注入人造金刚石晶体的实验研究。XPS分析表明,注入离子在人造金刚石颗粒表面形成了一层较为稳定的含氮混合物层。高温差热分析(DTA)的实验表明,经氮离子束处理的金刚石,其氧化起始温度T(onset)由原来的730 ℃左右提高到800 ℃以上,且随着氮注入剂量的增加而增加,氧化速度也随之变缓;差热分析还表明,随着温度的升高,金刚石首先转化为石墨(DTA曲线上表现为吸热),然后氧化燃烧生成CO2(放热),而注入离子能量的增加,氧化温度的提高幅度略有下降。离子注入还使其高温石墨化性能显著改善。 相似文献
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金刚石以它的光泽和超强的硬度屹立于材料世界之林.它本身是绝缘体,但它的导热能力优于铜,并且能承受极高的强电场.为使金刚石能够在电子学领域获得应用(例如,作为微电子芯片衬度、电子发射电极、光探测器和晶体管等) ,需要引入电荷载流子.硼原子的半径较小,它比碳原子少一个电 相似文献
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贾晓鹏 《原子与分子物理学报》2020,37(6):909-915
本文利用高温高压(HPHT)法分别合成出普通Ib型、高氮型和高氮含氢型金刚石单晶,然后对金刚石单晶进行高温高压退火处理成功制备出IaA型,IaAB型类天然金刚石大单晶. 详细研究了氮在不同退火温度下的聚集行为,及氢存在情况下C心氮的转化情况. 研究发现高氮型金刚石中氮的聚集行为直接受退火温度的影响,随着退火温度的上升,氮的聚集态转化率升高. 1850 ℃时氮的聚集态转化率达到100%,晶体颜色几乎为无色,红外吸收谱与天然IaA型钻石基本无差别. 氢的存在有利于氮原子从C心聚集到A心和B心. 退火高氮含氢晶体得到可与天然金刚石相媲美的IaAB型类天然金刚石. 此外,我们在较低压力2.5 GPa下对Ib型金刚石退火成功制备出IaA型金刚石. 相似文献
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系统研究了磷离子注入并在不同温度退火后的纳米金刚石薄膜的微结构和电学性能.研究表明,当退火温度达到800 ℃以上时,薄膜呈良好的n型电导.Raman光谱和电子顺磁共振谱的结果表明,薄膜中金刚石相含量越高和完整性越好,薄膜电阻率越低. 这说明纳米金刚石晶粒为薄膜提供了电导.1000 ℃退火后,薄膜晶界中的非晶石墨相有序度提高,碳悬键数量降低,薄膜电阻率升高.薄膜导电机理为磷离子注入的纳米金刚石晶粒提供了n型电导,非晶碳晶界为其电导提供了传输路径.
关键词:
纳米金刚石薄膜
n型
磷离子注入 相似文献
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利用Tersoff势和分子动力学方法研究了室温下500 eV的能量粒子硼(4个)和氮(8个)共注入金刚石晶体中晶体结构的变化特征和缺陷分布特征.结果表明:粒子注入金刚石后产生的空位比间隙原子更靠近晶体的近表层分布;间隙原子主要以四面体间隙(T形)和哑铃状分裂间隙的形式存在于晶体中,T形间隙结构更容易存在,并且大部分间隙原子富集在空位的周围;注入金刚石中的硼原子和氮原子有78%左右处于替代位置,硼、氮原子之间的键长比完整金刚石结构的键长短13%,硼氮原子成键有利于减少金刚石晶格的畸变程度. 相似文献
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在纳米金刚石薄膜中注入剂量为1012cm-2的氧离子,并进行700,800,900和1000?C的真空退火处理,系统研究薄膜的微结构和电化学性能结果表明,氧离子注入未退火(O120)和氧离子注入1000?C退火(O121000)电极的电势窗口分别为4.60 V和3.61 V,远大于其他电极的电势窗口,并且这两个样品的电极传质效率较高,说明氧离子注入和高温退火有利于提高电极的传质效率.红外光谱测试表明,样品O120和O121000的表面没有碳氢基团终止层,而其他样品均含有氢终止层,说明氧离子注入和高温退火破坏了薄膜表面含碳氢基团的氢终止层,提高了薄膜的电化学性能Raman光谱测试结果表明,金刚石含量较高、内应力较小和非晶石墨相无序化程度较大的样品具有较好的电化学性能;并且薄膜晶界处的非晶碳的团簇数量或者尺寸减小,样品的电化学性能提高. 相似文献
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本文较系统地研究了三类液态合金对金刚石的润湿和固相接触法实现的金刚石表面金属化。用SEM分析了胎体合金中金刚石表面金属化的微观组织结构、化学成份分布;用X射线衍射确定在金刚石表面形成碳化物的相结构,并对碳化物形成的热力学机制进行了探讨。 相似文献
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本文研究了形成强碳化物的元素,和触媒金属镍作添加剂得到的超细晶粒度金刚石烧结体在显微组织上的差异。讨论了两种不同类型添加剂在超高压高温下烧结所起的作用。对含不同类型添加剂的金刚石烧结体进行了耐磨性、抗氧化性等性能的测定。 相似文献