国家自然科学基金(10675017)
- 作品数：14 被引量：48H指数：5
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- 相关机构：北京科技大学更多>>
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- 相关领域：理学一般工业技术化学工程更多>>
- 新型MPCVD装置在高功率密度下高速沉积金刚石膜被引量：9
- 2011年
- 使用自行研制的新型MPCVD装置,以H2-CH4为气源,在输入功率为5kW,沉积压力分别为13.33、26.66kPa和不同的甲烷浓度下制备了金刚石膜。利用等离子体发射光谱法对等离子体中的H原子和含碳的活性基团浓度进行了分析。用扫描电镜、激光拉曼谱对金刚石膜的表面和断口形貌、金刚石膜的品质等进行了表征。实验结果表明,使用新型MPCVD装置能够在较高的功率密度下进行金刚石膜的沉积;提高功率密度能使等离子体中H原子和含碳活性基团的浓度明显增加,这将提高金刚石膜的沉积速度,并保证金刚石膜具有较高的质量。
- 于盛旺李晓静张思凯范朋伟黑鸿君唐伟忠吕反修
- 关键词：金刚石膜功率密度生长速率
- 金刚石膜红外光学窗口的化学气相沉积技术
- 在众多的红外光学窗口材料中,金刚石拥有众多优异性能的组合,因而受到了人们的广泛关注。自上世纪80年代化学气相沉积方法制备金刚石膜的技术开始取得进展以后,以金刚石膜制作红外光学窗口的设想就被提了出来,并在国际范围内广泛开展...
- 唐伟忠于盛旺李成明陈广超吕反修
- 关键词：金刚石膜化学气相沉积
- 文献传递
- 金刚石膜中黑色缺陷形成过程的计算机模拟
- 2010年
- 多晶金刚石膜中的黑色缺陷是影响材料光学、电学性能的一种重要缺陷。利用水平集方法对黑色缺陷的形成过程进行了模拟。模拟的基本假设为:黑色缺陷形成的基本条件为相邻晶粒间的晶界环境使活性气体扩散的过程难以进行,形成了一种形如"峡谷"状的、相邻晶面夹角<30°的局部环境。金刚石膜的生长参数α2d值由1.3改变为1.5,在其晶粒表面{11}面上形成孪晶。孪晶的长大促进了黑色缺陷的形成。
- 姜春生李晓静刘政唐伟忠吕反修
- 关键词：金刚石膜水平集方法
- 高品质金刚石膜微波等离子体CVD技术的发展现状被引量：11
- 2012年
- 金刚石膜拥有许多优异的性能。在制备金刚石膜的各种方法之中,高功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法因其产生的等离子体密度高,同时金刚石膜沉积过程的可控性和洁净性好,因而一直是制备高品质金刚石膜的首选方法。在世界范围内,美、英、德、日、法等先进国家均已掌握了以高功率MPCVD法沉积高品质金刚石膜的技术。但在我国国内,高功率MPCVD装备落后一直是困扰我国高品质金刚石膜制备技术发展的主要障碍。首先综述国际上高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术的发展现状,包括各种高功率MPCVD装置的特点。其后,回顾了我国金刚石膜MPCVD技术的发展历史,并介绍北京科技大学近年来在发展高功率MPCVD装备和高品质金刚石膜制备技术方面取得的新进展。
- 唐伟忠于盛旺范朋伟李义锋苏静杰刘艳青
- 沉积温度突变导致金刚石膜中大量黑色缺陷形成的孪晶模型被引量：4
- 2010年
- 提出了沉积温度突变时黑色缺陷形成的孪晶机制模型。这一模型提出的基本假设为:沉积温度改变时,金刚石膜的表面上产生贯穿型的孪晶,孪晶以及原来的晶粒的各晶面均将按α2d所规定的生长速率扩张,在生长时相邻晶粒的晶界处形成了一种形如"峡谷"状的、相邻晶面夹角过小的局部环境,后者将导致活性气体扩散的过程难于进行,从而形成黑色缺陷。在此假设的基础上,利用水平集方法对此模型进行了二维的模拟,并通过实验进行了验证。模拟及实验的结果表明,在金刚石膜沉积的过程中,沉积温度的突变将通过在众多金刚石晶粒的表面诱发产生孪晶,显著提高金刚石膜中黑色缺陷的形成几率。
- 姜春生刘政郭世斌唐伟忠吕反修
- 关键词：金刚石膜水平集方法
- 椭球形微波等离子体金刚石膜沉积装置与金刚石膜的制备被引量：3
- 2009年
- 对椭球形谐振腔式微波等离子体(MPCVD)金刚石膜沉积装置的谐振腔进行了模拟,获得了谐振腔中的电场和等离子体分布。运用自行设计和建立的椭球形谐振腔式微波等离子体装置,沉积了纳米和微米尺度的金刚石膜。对金刚石膜的各种性能进行了检测。结果表明,所建成的椭球形谐振腔式的MPCVD金刚石膜沉积装置,可实现微米和纳米尺度不同品质金刚石膜的沉积。
- 王凤英唐伟忠姜春生于盛旺
- 关键词：金刚石膜数值模拟微波等离子体
- 圆柱形和椭球形谐振腔式MPCVD装置中微波等离子体分布特征的数值模拟与比较被引量：13
- 2008年
- 在使用简化的等离子体放电模型的基础上,模拟了圆柱形和椭球形谐振腔式微波等离子体金刚石膜沉积设备中,不同金刚石膜生长条件下微波等离子体的分布状态。对不同的微波输入功率、不同气体压力条件下,两种谐振腔式设备中形成的等离子体分布的变化规律进行了模拟。模拟结果表明,椭球形谐振腔的质量因子要高于圆柱形谐振腔;并且,椭球形谐振腔更适合用于高功率、高压力的金刚石膜沉积环境。这意味着,使用椭球形谐振腔,可获得更高的金刚石膜生长速率。
- 王凤英郭会斌唐伟忠吕反修
- 关键词：金刚石膜微波等离子体FDTD方法数值模拟
- 沉积参数对化学气相沉积纳米金刚石薄膜的影响被引量：3
- 2009年
- 用强电流直流伸展电弧化学气相沉积金刚石薄膜装置,在CH4-Ar和CH4-H2-Ar气氛中沉积了纳米金刚石薄膜,研究了沉积气氛中H2加入量和沉积压力对金刚石薄膜显微组织和生长机制的影响.沉积气氛中H2含量对金刚石薄膜的表面形貌、晶粒尺寸和生长速度有显著影响,随着H2含量增加,金刚石晶粒尺寸增大,薄膜生长速度提高.在1%CH4-Ar气氛中沉积的纳米金刚石薄膜,晶粒尺寸细小,薄膜表面形貌光滑平整.在1%CH4-少量H2-Ar气氛中沉积的金刚石薄膜,晶粒尺寸小于100nm,薄膜表面形貌较平整.随着沉积压力提高,金刚石薄膜的生长速度增大.用激光Ram an对金刚石薄膜进行了表征.
- 孟宪明王凤英黑立富姜春生唐伟忠吕反修
- 关键词：CVD氢气含量金刚石薄膜
- 沉积温度及其变化对金刚石膜内黑色缺陷产生过程的影响被引量：3
- 2010年
- 用高功率直流电弧等离子体喷射方法研究金刚石膜沉积温度稳定性对膜中黑色缺陷产生的影响。结果表明,在温度稳定条件下制备的金刚石膜中,黑色缺陷的密度较低;当沉积温度大幅度变化时,在膜中产生大量黑色缺陷。形成大量黑色缺陷的原因是:沉积温度变化时,在金刚石晶粒的表面形成贯穿型孪晶,而在随后的生长过程中,这些孪晶的长大将抑制金刚石膜局部生长环境中活化的反应气体与其下晶界位置的金刚石组织接触,导致其生长缓慢并保留在金刚石膜中,从而形成大量黑色缺陷。
- 姜春生刘政郭世斌李晓静唐伟忠吕反修郭辉
- 关键词：金刚石膜孪晶电子背散射衍射
- 高功率直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石厚膜中黑色缺陷的研究被引量：10
- 2009年
- 借助激光标记的方法,对采用高功率直流电弧等离子体喷射法制备的金刚石膜中的黑色缺陷进行了定点表征。结合使用光学显微镜、激光扫描共焦显微镜、扫描电子显微镜、电子背散射衍射技术等多种表征方法,对同一样品的特定微观标记区域进行了多角度的分析。实验结果表明:金刚石膜内部的黑色缺陷是一种存在于晶界处的孔洞与质量较低的金刚石相的复合体,它的形成应与金刚石膜中某些晶界处的生长环境有关。
- 姜春生郭世斌刘政唐伟忠吕反修
- 关键词：金刚石膜晶界
