高取向金刚石薄膜的制备

发布时间：2017-08-08 11:35

  本文关键词：高取向金刚石薄膜的制备

  更多相关文章： MPECVD 甲烷体积分数 氮气流量 高取向 金刚石薄膜 表面形貌

【摘要】：目的研究不同甲烷体积分数、不同氮气流量分别对金刚石(111)面、(100)面生长的影响,实现在最佳工艺下制备高取向金刚石薄膜。方法采用微波等离子体增强化学气相沉积法制备高取向(111)面、(100)面金刚石薄膜,实验前一组(1~#—3~#)以CH_4/H_2为气源,后一组(4~#—5~#)以CH_4/H_2/N_2为气源,通过采用SEM、XRD分析不同甲烷体积分数下(111)面和不同氮气流量下(100)面的生长形貌、晶粒尺寸以及金刚石晶面特征峰强弱,同时还使用Raman测试两组分别改变甲烷体积分数、氮气流量工艺下金刚石特征峰、石墨峰的变化趋势。结果前一组随着甲烷体积分数的增加,金刚石(111)面逐渐清晰可见,低甲烷体积分数为2%时,H等离子体对金刚石表面刻蚀严重,形成少量表面粗糙的(111)面,当甲烷体积分数升到4.5%时,(111)面生长非常均匀,金刚石质量较高,继续提高甲烷体积分数,薄膜中非金刚石的含量增加,金刚石质量下降。后一组随着氮气流量的增加,金刚石(100)面的生长非常整齐平滑,在氮气流量为5 cm~3/min时,(100)面比较粗糙,由于有含氮基团的加入,其生长速率加快,进一步升高氮气流量到10 cm~3/min时,含氮基团的择优生长促进(100)面占据整个界面,同时削弱了其他晶面的生长。结论前一组甲烷体积分数为4.5%时,(111)面占据整个生长面,生长非常均匀,同时XRD测试金刚石(111)面特征峰也达到最强。后一组氮气流量为10 cm~3/min时,(100)面表面光洁度和平整度达到最佳。
【作者单位】： 武汉工程大学材料科学与工程学院;
【关键词】： MPECVD 甲烷体积分数 氮气流量 高取向 金刚石薄膜 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】：TQ163;TB383.2
【正文快照】： Received:2016-03-23;Revised:2016-08-06Fund:National Natural Foundation of China(51402220);Wuhan Institute of Technology Youth Fund Project(Q201501)金刚石具有许多优异性能,如高硬度(50~100GPa),可应用于切削工具[1],保证刀具在高温条件下稳定长久的工作;摩擦系数

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本文编号：639808