放电电流对热阴极等离子体化学气相沉积金刚石膜影响

建立了快速沉积高品质金刚石膜的热阴极辉光放电等离子体化学气相沉积新方法. 相对于常规冷阴极辉光放电而言,热阴极辉光放电是一种新型放电形式,具有许多新的特性,其中重要一点是具有较高的放电电流(6.0～10.0 A). 较高的放电电流既是热阴极辉光放电本身的突出特点,同时对于化学气相沉积金刚石膜工艺也产生重要影响. 实验研究了放电电流于金刚石膜沉积速率、表面形貌和热导率的影响,发现由于放电电流影响辉光放电的等离子体区和阳极区,进而对金刚石膜的沉积速率和品质有很大影响. 特别是通过放电电流的提高,可以有效地提高金刚石膜的品质,这对于制备优质金刚石膜产品有重大意义.     

快速沉积的金刚石薄膜生长特性

本文研究了用直流电弧等离子体喷射法快速沉积的金刚石薄膜的生长特性,并与用热解CVD法沉积的金刚石薄膜生长特性做了比较。     

用不同靶材制备B-C-N薄膜及其红外表征

采用射频磁控溅射方法,分别利用六方氮化硼(h-BN)、硼(B)和石墨(C)靶,在氩气和氮气的氛围中,沉积B-C-N薄膜.傅里叶变换红外光谱(FTIR)分析表明:在1200～1800cm-1和1000～1750cm-1处出现了较宽的吸收峰;在2200cm-1处出现了CN键的特征吸收峰.表明在沉积的薄膜中,C原子与N原子相结合.分别溅射C和h-BN靶,红外光谱分析表明,B—C键在1100cm-1处未产生吸收峰,即利用h-BN和C靶沉积的B-C-N薄膜倾向于相分离,利用B和C靶沉积的B-C-N薄膜中的原子实现了原子量级的化合.     

高温退火对非晶CNx薄膜场发射特性的影响

采用射频磁控溅射方法在纯N₂气氛中沉积了非晶CN_x薄膜样品，并 在真空中退火至900 ℃.对高温退火引起的CN_x薄膜化学成分、键合结构及其场发射特性方面的变 化进行研究.用傅里叶变换红外光谱和x射线光电子能谱分析样品的内部成分及键合结构的变化，其中sp²键及薄膜中N的含量与薄膜的场发射特性密切相关.退火实验的结果表明 高温退火可以导致CN_x薄膜中N含量大量损失，并在薄膜中形成大量sp^{2< 关键词： x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 化学键合 退火温度 场致电子发射}     

AlMgB_（14）三元超硬硼化物的实验制备与理论研究

三元硼化物AlMgB14材料具有高硬度,高韧性,低密度,低摩擦系数以及抗高温氧化腐蚀等众多优异性能,在工具、模具、微机械制造及航空航天关键零部件等领域具有重要的应用前景.本文采用多靶射频磁控共溅射技术,以高纯度Al（99.99%）,Mg（99.95%）,B（99.9%）材料为溅射靶源,在单晶Si（100）衬底上溅射沉积得到了表面均匀致密,不同化学组分的Al-Mg-B三元非晶态薄膜,通过调控溅射参数,可以实现原子比接近Al：Mg：B=1：1：14.对于所制备的薄膜样品,在三元相图上沿Al-Mg等含量线,Al-Mg-B材料的硬度,随着B元素含量增加由13GPa增大到32GPa,其中AlMgB14附近成分点的硬度达到25~32GPa.同时,采用第一性原理计算,得到AlMgB14晶体的维氏硬度为27.6GPa,与实验值接近.通过电子结构分析,我们进一步探讨了AlMgB14晶体和其他相似结构富B三元化合物硬度的起源,发现他们共同具有的B12二十面体骨架是决定硬度的主要因素.Al,Mg等金属元素主要通过向B12的电荷转移对材料硬度进行微调,Al-B之间形成了弱的共价键而Mg-B之间形成离子键,这点同时也为XPS实验谱图所证实.采用准简谐近似德拜模型,我们还研究了AlMgB14晶体的热学性质以及温度对体弹性模量的影响,发现体模量随温度增加明显的减小,同实验上提高衬底温度对硬度的增强呈现了相反的变化趋势.这从侧面说明了衬底温度提高导致的硬度增强并不是改变了材料的本征硬度,而可能由于加强了薄膜同衬底间附着力.     

高温退火对非晶CNx薄膜场发射特性的影响

采用射频磁控溅射方法在纯N2气氛中沉积了非晶CNx薄膜样品,并在真空中退火至900 ℃.对高温退火引起的CNx薄膜化学成分、键合结构及其场发射特性方面的变化进行研究.用傅里叶变换红外光谱和x射线光电子能谱分析样品的内部成分及键合结构的变化,其中sp2键及薄膜中N的含量与薄膜的场发射特性密切相关.退火实验的结果表明高温退火可以导致CNx薄膜中N含量大量损失,并在薄膜中形成大量sp2键,这些化学成分及键合结构上的变化将直接影响CNx薄膜的场发射特性.与其他温度退火样品相比,750 ℃退火的样品具有最低的阈值电场,显示出较好的场发射特性.     

Preparation and Characteristics of GaN Films on Freestanding CVD Thick Diamond Films

Prefer-oriented and fine grained polycrystalline GaN films are prepared by plasma enhanced metal organic chemical vapour deposition on nucleation surfaces of freestanding thick diamond films. The characteristics of the GaN films are characterized by x-ray diffraction, reflection high energy electron diffraction and atomic force microscopy. The results indicate that the structure and morphology of the films are strongly dependent on the deposition temperature. The most significant improvements in morphological and structural properties of GaN films are obtained under the proper deposition temperature of 400°C.     

钛合金微弧氧化过程中电学参量的特性研究

利用自制的数据采集系统研究了恒定电压下TC4钛合金微弧氧化(MAO)过程中有关电学参量随处理时间的变化规律. 结果表明，通电回路中的阴极和阳极峰值电流随处理时间的变化明显分为4个阶段；膜厚度随处理时间的变化明显分为3个阶段；氧化膜的动态正、反向电阻和动态正、反向电阻率也随处理时间分阶段变化. MAO过程中，各时刻的动态正、反向电阻值不同，一般情况下，动态正向电阻大于反向电阻. 对不同处理时间样品的扫描电子显微镜分析表明，MAO膜呈多孔结构并随处理时间变化.     

电流密度对铝合金微弧氧化膜物理化学特性的影响

利用微弧氧化(MAO)技术，在LYl2铝合金上沉积了显微硬度达42.14GPa的超硬陶瓷膜.采用x射线衍射仪和显微硬度计研究了阳极电流密度j_a和阴极、阳极电流密度比j_c/j_a对MAO膜相构成和力学特性的影响.此外，利用扫描电子显微镜和恒电位仪分别对膜的微结构和抗点腐蚀特性进行了分析.结果表明，高j_a制备的膜主要含α-Al₂O₃相，低j_a制备的膜主要含γ-Al₂O₃相.显微硬度测试表明，这类膜有较高的硬度，但以j_a=15A/dm²和j_c/j_a=0.7制备的陶瓷膜硬度最高.抗点腐蚀测试表明，j_c/j_a对陶瓷膜的微结构有很强的影响. 关键词： 微弧氧化 显微硬度 电流密度 抗点腐蚀     

快速生长金刚石薄膜的装置及其工作性能

本文设计了用直流电弧等离子体喷射法快速生长金刚石薄膜的装置,并对其工作性能进行了研究。