甲烷体积分数对纳米金刚石薄膜形貌的影响

发布时间：2017-11-02 23:07

  本文关键词：甲烷体积分数对纳米金刚石薄膜形貌的影响

  更多相关文章： 纳米金刚石薄膜 MPCVD 晶粒尺寸 表面粗糙度 甲烷体积分数 表面形貌

【摘要】：目的研究不同甲烷体积分数对纳米金刚石(NCD)薄膜生长的影响,实现较小晶粒尺寸、高平整度的NCD薄膜的制备。方法采用微波等离子体增强化学气相沉积的方法制备NCD薄膜,以CH4/H2为气源,在生长阶段控制其他条件不变的前提下,探讨不同甲烷体积分数对NCD晶粒尺寸、表面形貌以及表面粗糙度的影响。采用SEM、XRD等观测NCD薄膜的表面形貌和晶粒尺寸大小,并利用Raman对NCD薄膜的不同散射峰进行分析。结果随着甲烷体积分数的增加,薄膜晶粒尺寸有减小的趋势。甲烷体积分数较低时,晶形比较完整,但致密度较小;甲烷体积分数较高时,晶形杂乱无章,但致密度较好。当甲烷体积分数为9%时NCD薄膜平均粒径达到最小,为21.3 nm,表面粗糙度较好,但非晶金刚石成分开始大量生成,NCD薄膜质量开始变差;当甲烷体积分数为8%时其形貌最好,且此时最小表面粗糙度小于20 nm。通过Raman分析可知NCD薄膜中出现了硅峰和石墨烯特征峰。结论甲烷体积分数对NCD薄膜形貌有较大影响,甲烷体积分数为8%时是表面平整度由较差变好再逐渐变差的分界点,且平均晶粒尺寸为23.6 nm,薄膜表面具有较好的平整度。
【作者单位】： 武汉工程大学材料科学与工程学院;
【关键词】： 纳米金刚石薄膜 MPCVD 晶粒尺寸 表面粗糙度 甲烷体积分数 表面形貌
【基金】：国家自然科学基金项目(51402220) 武汉工程大学青年基金项目(Q201501)~~
【分类号】：TB383.2
【正文快照】： Received:2015-12-07;Revised:2016-02-19Fund:Supported by the National Natural Foundation of China(51402220)and Wuhan Institute of Technology Youth Fund Project(Q201501)金刚石是现有材料中最坚硬的物质,在声学、力学、电学、热学以及化学领域都有优异的性能[1—5]

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本文编号：1133552