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肖宏宇
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- 所属机构:洛阳理工学院
- 所在地区:河南省 洛阳市
- 研究方向:化学工程
- 发文基金:国家自然科学基金
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- 用合金触媒利用温度梯度法合成优质Ⅱa型宝石级金刚石。研究发现,在约5.4GPa和约1300℃的条件下,除氮剂的加入使合成金刚石的温度区间变窄及金刚石晶体生长过程中更易俘获包裹体而出现熔坑,从而影响晶体的生长速度。实验解决了组装的稳定性问题;并通过调整组装,在除氮剂合适的掺入量下,使合成优质金刚石的最大生长速度达到2.16mg/h。结果实验获得了4.3mm的优质Ⅱa型金刚石大单晶。红外测试分析表明该金刚石含氮量小于10^(-7)。
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- 通过将一定比例的无定形硼粉加入到石墨-KOV触媒体系中,在SPD6×1200型国产六面顶压机上利用温度梯度法成功合成出含硼Ib型宝石级金刚石单晶.全面考察了添加剂硼对Ib型宝石级金刚石单晶的影响,包括晶体的生长特点、晶体的形貌和氮含量.通过光学显微镜、扫描电子显微镜(SEM)以及红外吸收光谱仪(IR)对合成出的含硼Ib型宝石级金刚石进行表征.结果显示:随着掺硼量的增加,晶体的{111}面生长区域变宽,而{100}变窄甚至消失;当更多的硼原子进入金刚石晶格之中,晶体颜色将变黑,晶体缺陷增多,晶体的氮含量也将下降.本文的研究结果将促进含硼Ib型宝石级金刚石大单晶的技术开发和研究.
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- 实验在国产六面顶压机上利用温度梯度法合成优质Ⅱb型宝石级金刚石。研究发现在约5.5GPa和约1300℃的条件下,添加剂硼的加入使合成Ⅱb型金刚石的形貌较Ⅱa型宝石级金刚石有较大不同,文章分析了产生该现象的原因;实验还发现随着硼添加量的增加,所合成Ⅱb型宝石级金刚石的颜色由浅变深。结果实验获得了尺寸达4mm的优质Ⅱb型宝石级金刚石大单晶。
- 李尚升臧传义马红安田宇张亚飞肖宏宇黄国锋马利秋李勇陈孝洲李小雷贾晓鹏
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- 高温高压下温度梯度法合成宝石级金刚石时，合成周期较长。单晶种合成效率低下，通过多晶种法可以直接有效地提高合成效率，因此文章对多晶种生长宝石级金刚石进行了研究，在高温高压条件下成功实现了多颗粒2-3mm级金刚石单晶的合成，优质单晶的平均增重速度最快可达1．88mg／h。
- 黄国锋臧传义马红安李尚升田宇肖宏宇张亚飞马利秋李勇陈孝洲贾晓鹏
- 关键词：宝石级金刚石温度梯度法
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- 利用温度梯度法,在5.3—5.7 GPa压力、1200—1600℃的温度条件下,将B_2O_3粉添加到FeNiMnCo+C合成体系内,进行B_2O_3添加宝石级金刚石单晶的合成.研究得到了FeNiMnCo触媒生长B_2O_3添加宝石级金刚石单晶的相图分布规律.结果表明B_2O_3添加会使晶体生长的"V"形区上移和低温六面体单晶生长区间变宽.通过晶体生长实验,研究合成了不同形貌的B_2O_3添加宝石级金刚石单晶.研究同时证实,B_2O_3的过量添加会对宝石级金刚石单晶生长带来不利影响.当B_2O_3的添加量高于约3 wt‰、生长时间超过20 h时,很难实现优质B_2O_3添加宝石级金刚石单晶的生长.但B_2O_3的适量添加(不超过1 wt‰),有助于提高低温板状六面体宝石级金刚石单晶的成品率.通过对晶体生长速度的研究发现,B_2O_3的添加使得优质晶体的生长速度明显降低,随着晶体生长时间的延长,B_2O_3添加剂对晶体生长的抑制作用会越发明显.扫描电镜测试结果表明,合成体系内B_2O_3添加剂的引入,导致晶体表面的平整度明显下降.
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- 在5.4GPa、1200～1400℃条件下,进行掺硼金刚石单晶的合成研究。成功合成出了重0.2g,径向尺寸达6.0mm的优质掺硼金刚石单晶。考察了合成体系中硼添加量对晶体透光度的影响。利用伏安特性和霍尔测试,得到了掺硼金刚石单晶常温电阻率、霍尔系数及霍尔迁移率和合成体系中硼添加量的关系。研究发现,随着合成体系中硼添加量的增加,晶体的电阻率和霍尔迁移率都呈下降趋势;霍尔系数随硼添加量的增加先下降后上升。随着硼添加量的增加:晶体常温电阻率下降,表明硼杂质已进入到金刚石晶体中。霍尔迁移率的下降,可能是晶体缺陷增多对载流子散射所致。霍尔系数先减小后增大,这可能与进入金刚石的硼元素量增大及晶体缺陷增多有关。
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- 衬底取向对Al掺杂3C-SiC薄膜微结构的影响（英文）
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