实验一CVD金刚石膜生长与扫描电子显微镜观察

CVD金刚石材料生长及氢终端金刚石场效应晶体管研究CVD金刚石材料生长及氢终端金刚石场效应晶体管研究近年来，金刚石材料作为一种新兴的功能材料备受关注，并在各个领域展示出广泛的应用潜力。

化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition，CVD）方法作为一种常见的材料生长技术，被广泛用于金刚石薄膜的制备。

而氢终端金刚石场效应晶体管（Hydrogen-terminated Diamond Field Effect Transistor，HD-FET）是金刚石材料应用领域的热点之一。

本文将从CVD金刚石材料的生长和HD-FET器件的研究两个方面，对相关的研究进展进行综述。

首先，我们将关注CVD金刚石材料的生长。

CVD方法是一种利用氨和甲烷等化学气体在高温高压环境下将金刚石薄膜沉积在基片上的技术。

通过控制反应气氛、温度和沉积时间等参数，可以精确调控金刚石的晶格质量、形貌和尺寸等特性。

目前，研究人员通过引入掺杂气体或改善沉积条件，成功实现了高质量、大尺寸和低缺陷密度的金刚石薄膜生长，为后续研究提供了可靠的材料基础。

接下来，我们将探讨HD-FET器件的研究进展。

HD-FET利用金刚石材料独特的性质，如宽禁带、高载流子迁移率和优秀的热导率，设计和制备了一种新型的场效应晶体管。

其特点在于将金刚石材料的表面通过氢气处理，实现了无表面固有导电性和高载流子迁移率的效果。

研究人员通过优化器件结构和制备流程，成功实现了高性能的HD-FET器件，提高了如开关速度、电流驱动能力和尺寸缩小等方面的性能。

除了上述两个方面的研究，还有一些相关的进展也值得关注。

例如，利用新型的基底材料或掺杂技术来改善金刚石薄膜的生长质量；结合纳米加工技术实现高精度的器件加工和集成；将HD-FET器件与其他材料和器件进行复合，扩展其应用领域等。

这些研究将进一步推动CVD金刚石材料生长和HD-FET器件的发展，加速金刚石材料在光电子、电子学和能源等领域的应用。

CVD 金刚石膜生长物理系 09804001 齐霁【实验目的】了解低压化学气相沉积（CVD ）金刚石膜的基本原理与方法。

【实验原理】（一） 实验装置如下图所示（二） 化学气相沉积金刚石膜最关键处是要碳源和原子氢。

从相图可知，在气相沉积金刚石膜这个动态平衡中，非高压下金刚石是亚稳相，而石墨是稳定相。

只有在压力高于几万个大气压时，金刚石才变成稳定相，而石墨成为稳定相，在非高压下石墨生长速率远高于金刚石，从而抑制了金刚石的进一步生长。

Augus 等人的研究表明，原子氢对石墨的蚀刻率比对金刚石的高2－3个量级。

利用非平衡反应能够在非高温高压条件下生成金刚石的。

热丝法金刚石的气相沉积主要经历以下四个过程。

1．4CH -2H 混合物的活化，由热丝提供；2．活化的气体疏运到样品表面；3．在衬底上同时沉积含有2sp键和3sp 键的碳； 4．原子氢蚀刻共生的2sp 的碳。

原子氢在生长的过程中不仅对石墨起了蚀刻作用，而且很容易与其余的剩余气体反应，生成对沉积有用的气相基团。

金刚石晶体中碳原子成严格的四面体结构，表层碳原子将有一个轨道未成键。

在真空中，这些轨道互相重叠，形成与石墨相似的 键。

特别是（111）面上的碳原子六角型结构将发生重构。

变得更为类似石墨的层状结构。

通常金刚石将沿该面生长，于是金刚石不但有了很大的表面能，不利于上面成键各种物质；而且在化学气相成键金刚石薄膜过程中由于以生长的金刚石表面更接近于石墨结构，在上面将有利于石墨的生长，从而导致沉积失败。

而引入原子氢之后，由于C －H 键能大于C －C 键能，因而原子氢吸附在表面，当原子氢饱和了表面所有悬键之后，金刚石的结构在表面得以保持，减少了石墨生长和成核。

归纳起来，原子氢的作用有：1． 优先蚀刻石墨，造成有利于金刚石生长的动力学优势；2． H 吸附在金刚石表面使碳维持3sp 结构；3． 减少金刚石临界形核尺寸；4． 与气相中的碳氢化合物反应，并产生有利于金刚石生长的基团；5． 萃取吸附在金刚石表面的氢原子，产生局部活性位，而不致于引起表面重构，使碳氢基团能吸附上去，并形成金刚石结构。

北 京 大 学 实 验 报 告系 别： 物 理 系 班 号： 0 1 级 2 班 姓 名： 黄 炳 杰 学 号：00104078 作实验日期： 2 0 0 4 年 4 月 29 日 指导老师： 荀 坤 教师评定：CVD 金 刚 石 膜 生 长【目的要求】1. 了解低压化学气相沉积（CVD）金刚石膜的基本原理,并用热丝CVD法生成金刚石。

2. 通过电子显微镜观察金刚石生长效果。

【仪器用品】1. FZh-2型复合真空计， PZB型支流数值电压表 ，D08-2A/ZM型流量显示仪，自藕调压变压器（0—250V）,机械泵。

2. 钨丝，硅片，无水乙醇，离子水，超声清洗机，扫描电子显微镜，直尺等。

【实验原理】金刚石优异的电光声机等性能以及其高化学稳定性的特点，引起人们广泛的兴趣。

但由于天然金刚石十分昂贵，它的工业作用成为人们可望不可及的梦想。

低压化学气相沉积金刚石膜技术的出现，使得我们能很好地人工生产金刚石，这种技术经数年发展为许多不同的方法，而这次实验中用的是最简单易行的CVD方法。

化学气相沉积金刚石膜最关键处是要碳源和原子氢。

从相图1可知，在气相沉积金刚石膜这个动态平衡中，非高压下金刚石是亚稳相，而石墨是稳定相。

只有在压力高于几万个大气压时，金刚石才变成稳定相，而石墨成为稳定相，在非高压下石墨生长速率远高于金刚石，从而抑制了金刚石的进一步生长。

而我们的实验环境是一个低气压的状况，那么由相图我们可以看到如果只有C，那么我们生长得到的只会是石墨，而不会有金刚石。

Augus 等人的研究表明，原子氢对石墨的刻蚀率比对金刚石的高2－3个量级。

利用非平衡反应能够在非高温高压条件下生成金刚石。

热丝法金刚石的气相沉积主要经历以下四个过程:1．42CH H −混合物的活化，由热丝提供；2．活化的气体输运到样品表面；3．在衬底上同时沉积含有2sp 键和3sp 键的碳；4．原子氢刻蚀共生的2sp 的碳。

原子氢在生长的过程中不仅对石墨起了蚀刻作用，而且很容易与其余的剩余气体反应，生成对沉积有用的气相基团。

北京大学实验报告系别 物 理 班号 1 姓名 黄冠 （同组姓名____林红斌_____）实验日期 2004 年 2 月 12 日00104035 教师评定________ _________扫描电子显微镜观察CVD金刚石膜SEM Investigation of CVD Diamond Films【实验目的】熟悉扫描电子显微镜的使用并掌握扫描电镜照相技术。

【实验原理】扫描电镜可显示亚微米尺度的形貌特征。

放大倍数一般可达20到20万倍，它的分辨率和景深也较高，是表征CVD法制金刚石膜表面形貌的应用最广泛和最有效的方法。

扫描电镜由三部分组成：①电子光学系统（包括电子枪、电磁透镜、扫描线圈等）；②样品室；③样品所产生信号的收集、处理和显示系统。

扫描电镜在真空状态下运行，真空度为10-3Pa。

电子枪的热阴极发出的电子受阳极电压加速形成笔尖状电子束。

经过多个电磁透镜的会聚，在末透镜上部的扫描线圈作用下，细电子束在样品表面作光栅状扫描。

入射电子与样品表面相互作用可以分成弹性散射和非弹性散射两类；前者入射电子的能量几乎没有损失，而后者却有能量损失。

扫描电镜中主要的信号是二次电子和背散射电子，主要的工作模式是提供样品的二次电子象。

二次电子是样品原子的外层电子受入射电子激发后有足够能量克服逸出功而离开样品的电子。

习惯上把能量低于50eV的信号电子成为二次电子。

二次电子产生的区域较小，图像分辨率较高。

从样品得到的二次电子产率与表面形态有密切关系，而受样品成分的影响较小，所以它是研究样品表面形貌的最有用工具。

背散射电子是入射电子在样品中受到大角度散射后反射出的电子，可以是一次散射或多次散射的结果。

这些电子形成的象衬度与样品成分的原子序数密切相关，与样品表面形貌也有一定联系，成为二次电子象极重要的一种补充。

二次电子象的衬度有两个因素决定：1. 样品表面被扫描的倾角θ对δ影响所形成表面倾斜衬度。

其中θ是样品对于电子束的倾角或电子的入射角，δ是二次电子产率，即二次电子数与入射电子数之比。

黄若轩等：ZrSiN纳米涂层的制备及其力学性能· 1891 ·第38卷第10期CVD金刚石衬底上抗氧化、增透膜的制备与性能闫锋，刘正堂，巨志高(西北工业大学材料学院，西安 710072)摘要：采用射频磁控反应溅射法在化学气相沉积(chemical vapor deposition，CVD)的金刚石衬底上制备了AlN薄膜以及AlN/Si和AlN/Ge膜。

通过X射线衍射分析了衬底加热温度对薄膜微结构的影响和薄膜高温下的氧化行为。

结果表明：在衬底加热温度低于380℃时制备的AlN薄膜为非晶态，480℃时AlN薄膜为六方多晶。

AlN薄膜在800℃热暴露后开始氧化，900℃时基本被氧化为Al2O3。

在CVD金刚石上制备的AlN/Si和AlN/Ge膜都能提高金刚石在长波红外波段(8～10μm)的透过性能，单面最大增透分别为8%和3%。

镀有AlN/Ge膜的CVD金刚石在800℃高温热暴露实验中，有AlN/Ge膜保护的金刚石表面未发生刻蚀。

高温下AlN/Ge膜对金刚石有很好的保护作用，同时增透效果没有明显下降。

关键词：射频磁控反应溅射；氮化铝薄膜；抗氧化；增透；高温热暴露中图分类号：O484.4 文献标志码：A 文章编号：0454–5648(2010)10–1891–05PREPARATION AND PROPERTIES OF ANTIOXIDATIVE AND ANTIREFLECTIVEFILMS ON CVD DIAMONDYAN Feng，LIU Zhengtang，JU Zhigao(Schnno of Materials Science and Engineering, Northwestern Polytechnical University, Xi’an 710072, China)Abstract: Aluminum nitride (AlN), AlN/Si and AlN/Ge thin films were prepared on the chemical vapor deposition (CVD) diamond substrates by radio-frequency magnetron reactive sputtering. The influences of substrate heated temperature on the structures of AlN films and the oxidation behavior of CVD diamond coated with AlN films ware investigated by X-ray diffraction. The results show that AlN film deposited on CVD diamond is amorphous when the temperature of CVD diamond is less than 380℃, and AlN film is hexagonal polycrystals when the temperature of CVD diamond is 480℃. After heat exposure at 800, AlN film begins to oxidize,℃and is completely oxidized at 900. AlN/Si and AlN/Ge films℃ prepared on CVD diamond have both antioxidation and antireflection characteristics, and it is found that the transmittance of CVD diamonds coated with single-side AlN/Si and AlN/Ge films increases by 8% and 3% in the long wave infrared light (8–12μm), respectively. After CVD diamond coated with AlN/Ge film was exposured at 800,℃under the protection of the AlN/Ge film, the surface of CVD diamond can not be etched. Under high temperature the AlN/Ge film can be protect the CVD diamond against from etching, and the effect of anti-reflection is not reduced remarkably.Key words: radio-frequency magnetron reactive sputtering; aluminum nitride thin film; oxidation resistance; antireflection; heat ex-posure at high temperature金刚石具有一系列优异、独特的性能。

铁／钢抛光CVD金刚石膜的机理研究摘要本文采用纯铁和碳含量不同的牌号钢作为抛光材料，对CVD金刚石膜进行了热化学抛光。

分别采用SEM、Raman光谱和EDS对抛光前后的金刚石膜的微观结构、表面组织和产物进行了表征。

结果表明：抛光材料的碳含量对金刚石膜的抛光具有重要影响，且金刚石膜的抛光率主要取决于抛光材料对金刚石石墨化的催化能力。

关键词金刚石膜；抛光；石墨化；钢；扩散0 引言CVD金刚石膜是一种具有多项优异性能的功能膜材料，在很多重要领域都显示了诱人的前景[1]。

然而由于CVD金刚石膜多为多晶形态，晶粒较为粗大，且表面粗糙（粗糙度Ra 从几个微米到几十微米），严重限制了它在许多领域的应用。

例如，粗糙表面的散射会使金刚石膜在红外和可见光波段的透过率大大下降。

因此，抛光是金刚石膜的诸多重要应用中极为关键的工艺步骤。

目前，CVD金刚石膜的抛光技术有几十种，常用的抛光技术有机械抛光[2]，化学辅助机械抛光[3]、热化学抛光[4]、激光抛光[5]等。

本文采用铁/钢静态抛光CVD金刚石膜的方法，通过研究抛光材料对抛光率的影响、对Raman光谱的影响和增大载荷对抛光表面的影响，探讨了铁/钢抛光CVD金刚石膜的抛光机理。

1 实验1.1 样品制备实验所用样品都是由中非人工晶体研究院提供的HFCVD法制备的金刚石膜。

样品厚度为700mm，激光切割为8×8mm。

实验中选用纯Fe，20钢，45钢，T8钢，T10钢，T12钢，铸铁作对比实验。

抛光实验是在通有流动的高纯氩气的热压炉中进行，将经过精细打磨的铁片/钢片和预处理的金刚石膜放置在炉腔内，施加载荷。

在进行反复两次的抽真空和充入氩气的操作之后，持续的充入高纯氩气，开始加热。

待温度达到实验温度时，保温预定时间，随炉冷却，待温度降至100℃以下时，停止通氩气，炉温降至室温后取出测试。

1.2 样品测试采用扫描电镜JSM5800及场发射扫描电镜JSM6300对抛光后的金刚石膜样品的精细结构进行观察。

CVD纳米金刚石涂层工艺流程一、概述CVD (化学气相沉积)纳米金刚石涂层工艺是一种先进的表面涂层技术，通过在基材表面沉积纳米级厚度的金刚石薄膜，可以显著提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

本文将详细介绍CVD纳米金刚石涂层的工艺流程，包括材料选择、表面处理、沉积工艺、质量控制等环节。

二、材料选择1. 基材材料：金属、陶瓷、塑料等材料均可用于CVD纳米金刚石涂层。

常用的基材包括硬质合金、不锈钢、钛合金等。

2. 基材形状：CVD纳米金刚石涂层工艺适用于各种形状的基材，包括平板、管材、复杂形状零件等。

3. 表面粗糙度：基材表面粗糙度对涂层的质量有重要影响，一般要求基材表面粗糙度在Ra<0.4um。

三、表面处理1. 清洗：将基材进行去油、除尘、去氧化处理，以保证涂层与基材之间的良好结合。

2. 粗糙化处理：对于一些表面平整的基材，可以采用砂喷或喷丸处理，增加表面粗糙度，有利于涂层附着。

3. 防粘接处理：在表面处理之后，可以在基材表面进行一些特殊的处理，以增强涂层与基材之间的黏附力。

四、CVD纳米金刚石涂层工艺1. 基材预热：将基材置于CVD反应室中进行预热，通常温度在800-1000摄氏度之间。

2. 气氛控制：在反应室中控制好气氛，通常使用氢气和甲烷混合气体，通过精确控制气氛比例和流量来控制沉积速率和涂层质量。

3. 沉积过程：在预热后的基材表面开始沉积金刚石薄膜，通过化学气相反应在基材表面沉积碳原子，形成金刚石晶粒，不断沉积形成厚度可控的金刚石薄膜。

4. 控制工艺参数：沉积过程中需要严格控制温度、压力、气氛比例、沉积时间等工艺参数，以确保获得高质量的纳米金刚石涂层。

五、质量控制1. 涂层厚度检测：使用X射线衍射仪、激光剥蚀仪等设备对涂层厚度进行检测。

2. 显微结构分析：通过光学显微镜、扫描电子显微镜等设备对涂层显微结构进行分析。

3. 涂层性能测试：对涂层的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能进行测试，确保涂层符合要求。

热丝CVD沉积金刚石膜实验：热丝CVD沉积金刚石膜一、原理：在预抽真空的腔体中，碳氢化合物气体和氢气通过高温热丝裂解，在基体上沉积金刚石薄膜。

主要特点是：1.热丝提供的高能量密度足够产生一些重要的活性基CH3、C2H2、原子H等；2.使用的碳氢化合物种类并不十分重要，许多碳氢化合物均可作为碳源；3.基体温度约～600-1000℃；4.依靠馈入气相中C，H 或O的比率不同，沉积出具有少量或没有非金刚石相碳的从纳米晶金刚石到单晶金刚石的沉积物，与使用的气相碳源的种类无关。

由热力学理论可知，低压沉积的金刚石是在石墨的稳态区、金刚石的亚稳区生成。

而在自然状态, 作为碳的一种结晶形态, 金刚石是亚稳态, 石墨是稳态, 由于金刚石和石墨的自由能在常温下的化学位十分接近，二者的自由能差只有0.03eV。

然而，二者之间有很高的势垒，由热力学可知，如果活化能垒远高于稳态相，则亚稳相能由具有高化学位的前驱物获得，亚稳相一旦形成，由于缺少必要的能量翻越能垒，亚稳相将不能转变成稳定相。

因而在常温下金刚石与石墨之间的热力学相变不能进行。

但当碳被活化到其化学位超过石墨与金刚石之间的能垒高度时，就能同时沉积石墨碳与金刚石相碳，因此，金刚石的化学气相沉积过程实际上是一个金刚石沉积与石墨沉积相竞争的过程。

金刚石沉积的两个关键问题是气相的活化与石墨相的抑制与刻蚀问题。

活化采用热丝方法能使气相活化，而金刚石沉积过程中，石墨相的抑制与刻蚀则主要依靠原子H的作用。

由于原子H刻蚀石墨的速率远高于刻蚀金刚石的速率（两者相差约50倍），因此，只要有大量的原子H存在，在基体上最终留下的将是亚稳态的金刚石。

在形核和生长过程中可能产生的石墨或其他形式的非金刚石相碳要么被抑制，要么被刻蚀掉了。

二、实验目的：1 掌握热丝CVD沉积金刚石膜的原理；2 熟悉热丝CVD装置的原理、构造及操作规程；3 了解金刚石薄膜的表征方法三、实验原材料：硅片，丙酮，氢气，钽丝四、主要实验设备：热丝CVD沉积装置，扫描电子显微镜，光学显微镜，光学高温计本实验采用电子增强热丝化学气相沉积装置，直径为300mm的不锈钢钟罩作为反应室，基片台是边长100mm的不锈钢水冷基片台，其上放置厚石墨盘，为保护石墨盘在金刚石薄膜生长过程中不被原子氢刻蚀，在石墨盘上放等直径的厚4mm的钼板，钼板上再放置一片厚度为2mm，直径6mm的铜板，样品放置其上。

实验一CVD金刚石膜生长与扫描电子显微镜观察一、实验目的学习化学气相沉积(CVD)的原理及操作方法，掌握CVD生长金刚石薄膜的方法，通过扫描电子显微镜观察金刚石薄膜的表面形貌和微结构。

二、实验仪器及试剂1. 仪器化学气相沉积系统、扫描电子显微镜（SEM）。

2. 试剂金刚石晶种片、CVD金刚石生长气氛用气体（甲烷、氢气、少量氮气）、蒸馏水。

三、实验操作步骤1. 金刚石晶种片的清洗和处理将金刚石晶种片用去离子水超声清洗10min，然后放入浓硝酸中煮沸20min，取出后放入去离子水中超声清洗10min，再用饱和氯化铬水溶液中煮沸10min，最后用蒸馏水冲洗10min，吹干放入化学气相沉积系统中。

2. CVD金刚石膜生长将金刚石晶种片加热至800℃以上，并通入甲烷、氢气及少量氮气的气体，使气体在晶面上生长成金刚石薄膜。

生长时间根据薄膜厚度和晶种品质而定，一般为数小时到十几小时不等。

3. 金刚石膜表面形貌和微结构观察将生长好的金刚石薄膜切割成适当大小的样品，采用扫描电子显微镜对金刚石薄膜的表面形貌和微结构进行观察分析。

四、实验注意事项1.实验时要严格按照操作步骤操作，注意安全。

2.CVD生长金刚石薄膜需要进行多次的实验前处理，确保金刚石晶种片表面的清洁和平整度。

3.将金刚石晶种片放入化学气相沉积系统中时要避免晶种片移动，否则会影响薄膜生长质量。

4.扫描电子显微镜操作时要注意安全，按照操作步骤操作，避免毁坏设备。

5.实验后要对仪器进行及时清洁和维护，以确保下次实验的顺利进行。

五、实验结果分析通过扫描电子显微镜对CVD生长的金刚石薄膜进行观察，可以得到金刚石薄膜的表面形貌和微结构信息，包括薄膜的成分、晶粒大小、缺陷和形状等。

同时也可以判断金刚石薄膜的质量和生长条件是否得到有效控制。

六、实验通过本次实验，我们学习了CVD金刚石生长的原理及操作方法，掌握了CVD 生长金刚石薄膜的方法，了解了扫描电子显微镜的原理和使用方法。

一、概述单晶金刚石是一种非常硬的材料，具有优异的热导率、化学稳定性和耐腐蚀性，因此在工业领域中具有广泛的应用前景。

在单晶金刚石的制备过程中，位错密度是一个非常重要的参数，高纯低位错密度的单晶金刚石具有更优异的力学性能和光学性能。

本文将探讨高纯低位错密度单晶金刚石的制备与表征。

二、高纯低位错密度单晶金刚石的制备1. 化学气相沉积（CVD）法制备化学气相沉积（CVD）法是目前制备单晶金刚石的主要方法之一。

该方法通过在反应室中生成高温高压的热平衡环境，使金刚石晶种在金属基底上沉积形成单晶金刚石。

在CVD法中，控制气相中的原料浓度、反应温度和压力是制备高纯低位错密度单晶金刚石的关键。

2. 高温高压合成法制备高温高压合成法是另一种常用的单晶金刚石制备方法。

该方法通过在高温（>1500°C）和高压（>5GPa）下，利用碳源材料和金属催化剂在金刚石的热稳定性区域合成单晶金刚石。

在高温高压合成法中，原料纯度、反应温度和压力均对产物的位错密度有较大影响。

三、高纯低位错密度单晶金刚石的表征1. X射线衍射分析X射线衍射分析是一种常用的单晶金刚石晶体结构表征方法。

通过观察X射线在样品表面的衍射图案，可以得到金刚石晶体的结晶形貌、晶胞参数和晶面取向等信息，为研究位错密度提供重要依据。

2. 电子显微镜观察电子显微镜是一种高分辨率的表征技术，可以观察到金刚石晶体内部的位错结构和缺陷状况。

透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）是常用的电子显微镜观察方法，能够提供金刚石晶体的高清晰度图像，并可通过图像处理方法定量分析位错密度。

3. Raman光谱分析Raman光谱是一种用于分子振动和晶格结构分析的表征技术，对于金刚石晶体的位错密度和晶体结构具有较高的灵敏度。

通过分析Raman 光谱的峰位、峰型和强度，可以推断金刚石晶体的结构完整性和位错密度情况。

四、高纯低位错密度单晶金刚石的应用前景由于高纯低位错密度的单晶金刚石具有优异的力学性能和光学性能，因此在多个领域具有广泛的应用前景。

铜模板微通道内CVD金刚石生长行为刘学璋;张雄伟;余志明【期刊名称】《中国有色金属学报（英文版）》【年(卷),期】2015(000)006【摘要】通过化学气相沉积（CVD）在沟槽或微通道内部沉积金刚石（CVD）受到重要自由基物质的扩散效率的限制，用于金刚石生长（H，CH3·）和基材模板的孔深度。

通过用纳米二胺悬架进行超声播种，通过热丝化学气相沉积成功地沉积在Cu模板的圆柱形微通道中的三维（3D）穿透结构金刚石。

微拉曼光谱和扫描电子显微镜（SEM）用于表征金刚石膜，微通道深度对钻石薄膜的形态，晶粒尺寸和生长速率的影响进行了全面研究。

结果表明，随着圆柱微通道深度的增加，钻石质量和增长率急剧下降。

个体金刚石颗粒从刻面晶体逐渐发展到千分杆簇中，最后达到哈拉斯型纳米晶体。

为了改变金刚石质量和生长速率的快速降低，设计了一种通过Cu微通道的具有强制气体流动的新的热灯丝装置。

此外，将新装置的金刚石膜的生长与没有强制气体流动的情况进行了比较，并且讨论了增强机制。

％主要活性基础（H，CH3·）的有限性扩散扩散基体道或通道内金刚石的沉积。

通讯纳米金刚石悬浮液超声震荡震荡加入籽晶，随后热丝化学气相沉积，在铜模板热丝型微道，在铜模板圆柱型微道内成功制制出三角卷的金色石膜。

分享光彩和扫描电子显微镜表显微镜表金刚石膜，考察微通讯深度金刚石形貌，晶粒尺寸与膜生命的影响。

结果显示：金刚石膜的体重和生长速率微通讯深度的加入而随道深度晶粒由发表完善，刻面清晰的晶粒逐渐转变为微米团簇，最后转变为球状米晶。

为改善金刚石膜球状纳纳提，设计设计一种气源输送输送化学气相气相装饰。

户外，对比分享无气源强制条件输送刚石下刚石的生长，并并讨论气源强制的增强机理。

【总页数】9页(P2009-2017)【作者】刘学璋;张雄伟;余志明【作者单位】江西科技师范大学材料与机电学院，南昌 330013;中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083;中南大学材料科学与工程学院，长沙 410083【正文语种】中文因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

CVD金刚石薄膜金属基(FeandTi)的界面显微结构研
究中期报告
本次研究旨在探索CVD金刚石薄膜在金属基底上的界面结构和特性。

研究对象为以Fe和Ti为基底的金刚石薄膜样品。

研究方法采用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线衍射(XRD)等方法对样品进行表征分析。

实验中将样品分为两组：一组是以Fe作为基底的金刚石薄膜，另一组是以Ti作为基底的金刚石薄膜。

首先进行的是SEM表征分析，在低放大倍率下观察到金刚石薄膜与基底之间较为紧密的结合，但在高放大倍率下观察到界面处的小孔和裂纹，表明存在着一些界面缺陷。

接着进行了TEM表征分析，发现金刚石薄膜与Fe基底之间存在着
一层约为200nm的Fe-C相互扩散层，其中Fe被部分溶解在金刚石薄膜中形成了C-Fe固溶体，同时也有部分碳原子扩散到Fe基底中形成了C-
Ti固溶体。

对于Ti基底，金刚石薄膜与基底之间存在着一层约为100nm 的Ti-C固溶层，其中Ti被部分溶解在金刚石薄膜中形成了C-Ti固溶体。

最后进行了XRD分析，确定了样品中金刚石薄膜和金属基底的晶体结构及相对应的晶面指数，进一步验证了TEM的结果。

综上所述，本研究发现金刚石薄膜与金属基底之间存在着一定的扩
散和固溶作用，导致了界面结构上的一些缺陷和变化。

同时，也为进一
步研究金刚石薄膜在金属基底上的应用提供了基础实验资料。

CVD金刚石膜生长与扫描电子显微镜观察Growth and scanning electron microscope observationsof CVD diamond films物理学院物理系00004037 贾宏博同组：00004038 孙笑晨2003-02-26 1 实验目的1.1 了解低压化学气相沉积（CVD）金刚石膜的基本原理与方法并用HF-CVD装置制备金刚石膜。

1.2 熟悉扫描电子显微镜的使用并掌握扫描电镜照相技术2 实验原理2.1 CVD金刚石膜发展历史、现状及应用前景简介金刚石优异的电、光、热、声、机械等性能及其高化学稳定性的特点，引起人们广泛的兴趣。

由于天然金刚石十分昂贵，它的工业应用成为人们可望而不可及的梦想。

50年代初，美国通用电气公司成功发明了高温高压人工合成金刚石的技术。

尽管合成的金刚石是小颗粒状的，但在制备人造金刚石工具，开发其在机械工业中的应用起了很大作用。

1962年，W. G. Eversole等首先发明了低压CVD方法制备金刚石膜。

[1]但是生长速率很慢（~1 nm/h）且必须使用金刚石砂作衬底，因此实用价值不大。

1982年，日本人Matsumoto 等取得了技术上的突破性进展，也就是本实验中使用的热丝法化学气相沉积（HF-CVD）。

[2]此后科技人员不断研究和发展各种新的技术，建立了包括热丝、微波等离子体（RF-plasma）、直流电弧放电（DC-arc discharge）、激光溅射（laser ablation）、火焰喷射（flame jet）、直流等离子体喷射（DC-plasma jet）等方法并已日趋成熟。

此外，人们对膜的形核和生长机理也进行了研究。

这些研究往往和开发金刚石膜的应用联系在一起。

为开发金刚石膜在高温半导体器件中的应用，异质外延金刚石单晶膜成为研究热点。

在立方氮化硼（c-BN）、β-SiC 以及Si衬底上小面积异质外延金刚石膜已获成功。

CVD金刚石薄膜宏观织构的形成过程朱宏喜;顾超;任凤章;田保红【摘要】The texture, the surface morphology and the Micro-area orientation distributation of CVD diamond film were studied by XRD , Scanning Electronic Microscope ( SEM ) and Electron Backscatter Diffraction ( EBSD ) . It is shown the heavy orientation selection growth results in the intensive texture, different growth parameter α induced different textures and different surface morphology.%采用X射线衍射技术、扫描电镜和电子背散射衍射(EBSD)技术研究了CVD金刚石薄膜的织构,表面组织形貌和徼区取向分布.从取向选择生长的角度研究了薄膜织构形成的过程.研究表明,强烈的取向选择生长能够形成强织构,不同的生长速率参数α会导致不同的织构,同时形成不同的表面组织形貌.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2011(011)012【总页数】4页(P2636-2639)【关键词】金刚石薄膜;织构;电子背散射衍射;取向选择生长【作者】朱宏喜;顾超;任凤章;田保红【作者单位】河南科技大学材料科学与工程学院,洛阳,471003;河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室同,洛阳,471003;河南科技大学材料科学与工程学院,洛阳,471003;河南科技大学材料科学与工程学院,洛阳,471003;河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室同,洛阳,471003;河南科技大学材料科学与工程学院,洛阳,471003;河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室同,洛阳,471003【正文语种】中文【中图分类】O766.3化学气相沉积(CVD)金刚石薄膜具有非常优越的性能，在光学、电学等领域有着重要的应用［1—4］。

负衬底偏压热灯丝CVD金刚石膜成核的研究*王万录廖克俊方亮王必本冯斌提要：本文利用扫描电子显微镜和原子力显微镜研究了Si(100)衬底上热灯丝金刚石膜成核过程。

在-240V和250mA下，在镜面抛光的Si(100)衬底上金刚石最大成核密度超过了1010cm-2。

研究表明，负衬底偏压增强成核主要是发射电子和离子轰击的结果。

关键词：热灯丝CVD，金刚石薄膜，成电核子发射中图分类号：O484.1Nucleation of Diamond by Biased Hot Filament Chemical VaporDepositionWang Wanlu Liao Kejun Fang Liang Wang Biben Feng Bin (Department of Applied Physics,Chongqing University,Chongqing 400044，China)(Received 29 June 1998,accepted 25 September 1998)AbstractThe nucleation of diamond films on Si(100) in biased hot filament chemical vapor deposition has been investigated by scanning electron microscopy and atomic force microscopy.The maximum value of diamond nucleation density was to be over 1010cm-2on mirror-polished Si (100)at-240V and 250mA.The nucleation enhancement by the negativebiased-substrate is believed to be a result of the electron emission and ions bombardment.Key words:hot filament chemical vapor deposition,diamondfilm,nucleation,electron emission1 引言近10多年来，低压化学气相沉积金刚石膜的研究取得了很大的进步，受到了人们的极大关注。