高温下正十五烷的拉曼光谱研究

文章在金刚石压腔下研究了正十五烷从室温到350℃的拉曼光谱特征.结果表明:随着温度的升高,体系压力也在不断增大;CH3,CH2对称和反对称伸缩振动同时受到温度和压力的影响,但2种作用相反.由于压力效应大于温度效应,随温度压力的增大CH3,CH2对称和反对称伸缩振动的拉曼位移均向高频方向移动,说明C-H键键能在增大.另外,由于新物质的生成导致过强荧光产生而无法测出正十五烷的拉曼光谱,而且过强荧光出现的时间早晚与温度和压力有一定的关系.     

DAC加载下材料高压声速的激光超声测量技术

 设计并建立了可测量金刚石压砧（DAC）加载下材料高压声速的激光超声系统。该系统采用脉宽为6.3 ns的调Q激光器作为超声波激发光源,使用光纤位移干涉仪和速度干涉仪混合系统进行超声位移探测,不需要借助其它任何参数即可直接测量样品的高压声速和原位厚度。利用该系统,测量了2.6 GPa压力下铜样品的高压纵波声速和原位厚度,并给出了测量结果。     

双离子(40Ar+,C2H6+)辐照合成金刚石纳米晶颗粒

用双离子(40Ar+,C1H6+)辐照实验完成了从多壁碳纳米管向金刚石纳米晶颗粒的转变.对转变机理进行了初步探讨.这一探索有望能成为一种金刚石纳米晶合成的新途径.由此可知,多重荷能离子辐照用于其他材料纳米结构的制备也不是凭空设想.     

40Ar+诱导无定形碳到金刚石纳米晶相变的研究

通过60 keV的⁴⁰Ar⁺辐照无定形碳靶合成了大量尺寸不同的金刚石纳米颗粒.高分辨透射电子显微镜配合能量色散X射线谱和电子衍射以及Raman谱分析的结果表明，这些嵌于具有扰动石墨结构薄膜中的纳米金刚石颗粒，其成核率很高(约为10¹³/cm²)，而且可以生长到较大的尺寸，有的甚至可以达到微米量级.对其相转变过程也进行了初步探讨. 关键词： 离子束 金刚石纳米晶 相变 透射电子显微镜     

Behaviour of Self-Standing CVD Diamond Film with Different Dominant Crystalline Surfaces in Thermal-Iron Plate Polishing

Self-standing CVD diamond films with different dominant crystalline surfaces are polished by the thermal-iron plate polishing method. The influence of the dominant crystalline surfaces on polishing etfficiency is investigated by measuring the removal rate and final roughness. The smallest rms roughness of 0.14 μm is measured with smallest removal rate in the films with the initial （220） dominant crystalline surface. Activation energy for the polishing is analysed by the Arrhenius relation. It is found that the values are 170kJ/mol, 222kJ/mol and 214kJ/mol for the film with three different dominant crystalline surfaces. Based on these values, the polishing cause is regarded as the graphitization-controlling process. In the experiment, we find that transformation of the dominant crystalline surfaces from （111） to （220） always appears in the polishing process when we polish the （111） dominant surface.     

0.5 mm金刚石X射线相位延迟板及偏振度的标定

在利用步辐射光源的偏振特性进行自旋相关X射线散射及吸收谱实验来研究材料的磁学性质时，需要应用圆偏振光，这就提出了对具有高通量、高偏振度' 长连续可调的圆偏振X射线的需求；另一方面标定实验所用X射线的圆偏振度也成为这一研究领域的关键技术。由于X射线多光束衍射强度与σ场和π场的光程差δ相关，通过测量圆偏振分析晶体的多光束衍射的强度分布，可以获得入射X射线的圆偏振度。实验在美国国家同步辐射光源实验室X25光束线实验站进行，光子能量为7．1keV的圆偏振X射线由线偏振X射线经过一厚度为0．5mm、晶面为[111]的金刚石晶体产生。通过测量多光束衍射强度，确定了斯托克斯参量。实验值与X射线动力学理论计算结果能较好地吻合。     

高压熔渗生长法制备金刚石聚晶中碳的转化机制研究

在6 GPa和1500 ℃的压力和温度范围内, 利用高压熔渗生长法制备了纯金刚石聚晶, 深入研究了高温高压下金刚石聚晶生长过程中碳的转化机制. 利用光学显微镜、X-射线衍射、场发射扫描电子显微镜检测, 发现在熔渗过程中金刚石层出现了石墨化现象, 在烧结过程中金刚石颗粒表面形貌发生了变化. 根据实验现象分析, 在制备过程中存在三种碳的转化机制: 1)金属熔渗阶段金刚石颗粒表面石墨化产生石墨; 2)产生的石墨在烧结阶段很快转变为填充空隙的金刚石碳; 3)金刚石直接溶解在金属溶液中, 以金刚石形式在颗粒间析出, 填充空隙. 本文研究碳的转化机制为在高温高压金属溶剂法合成金刚石的条件下(6 GPa和1500 ℃的压力和温度范围内)工业批量化制备无添加剂、无空隙的纯金刚石聚晶提供了重要的理论指导.     

热丝辅助双偏压氢等离子体制造金刚石锥状表面研究

利用热丝辅助双偏压氢等离子体对化学气相沉积金刚石薄膜进行了纳米尺度上的表面改装,制造出锥状金刚石列阵.金刚石薄膜内在的柱状结构使氢离子在刻蚀薄膜时产生非均匀的刻蚀速率,对锥状表面的形成起着重要作用.另一方面,溅射出的含碳粒子会发生二次沉积,最终的特征表面形貌取决于刻蚀与含碳基团再沉积之间的相互竞争.栅极的使用影响基底区域放电的伏安特性,改变栅极电流可以对形成的金刚石特征表面结构进行有效调节.在处理过程中少量掺入甲烷,提高了金刚石表面附近的含碳基团浓度,促进二次成核,进而诱发均匀分布的锥状列阵. 关键词： 等离子体 表面 金刚石薄膜     

场板结终端对金刚石SBD内部电场分布及击穿特性的影响

建立了场板结终端对金刚石肖特基势垒二极管(SBD)的数值模拟模型,采用Silvaco软件中的器件仿真工具ATLAS模拟了场板长度L、绝缘层厚度TOX、衬底掺杂浓度NB、场板结构形状对器件内部电场分布以及击穿电压的影响,并对结果进行了物理分析和解释。结果表明:当TOX=0.4μm、NB=1015cm-3、L在0~0.2μm范围内时,击穿电压随着L的增加而增加;L0.2μm后,击穿电压开始下降。当L=0.2μm、NB=1015cm-3、TOX在0.1~0.4μm范围内时,击穿电压随着TOX的增加而增加;TOX0.4μm后,击穿电压开始下降。当L=0.2μm、TOX=0.4μm、NB=1015cm-3时,器件的击穿电压达到最大的1 873 k V。与普通场板结构相比,采用台阶场板可以更加有效地提高器件的击穿电压。     

基于金刚石色心自旋磁共振效应的微位移测量方法

基于压电陶瓷精密微位移系统的扫描探测技术是目前精密测量仪器进行微纳区域/结构性能测试的核心系统,但压电陶瓷材料存在迟滞、非线性问题,限制了对微位移分辨能力的提升.本文以金刚石氮空位色心为敏感单元,利用电子自旋效应对磁场强度的高分辨敏感机理,结合永磁体周围不同位置对应的磁场强度变化关系,提出了一种基于金刚石氮空位色心电子自旋敏感机理的微位移检测方法.通过建立电子自旋效应与微位移的关联模型,搭建了相应的微位移测量系统.经实验验证,该系统对微位移测试的灵敏度为16.67 V/mm,检测分辨率达到60 nm,实现了对微位移的高分辨率测量.并通过理论分析,该系统的微位移测量分辨率可进一步提升至亚纳米级水平,为新型微位移测量技术提供了发展方向和研究思路.