单晶金刚石同质外延生长的应力研究

发布时间：2022-01-26 05:59

　　本文对微波等离子体化学气相沉积法同质外延生长的单晶金刚石进行了应力分析,同时对无裂纹大尺寸单晶金刚石的制备作出了比较深入的研究。具体研究内容包括以下两个方面:1、种晶温度、氮气的掺入以及不同种晶质量对同质外延生长单晶金刚石应力的影响。主要分析了种晶温度对同质外延生长单晶金刚石的拉曼峰位、等离子体中各基团浓度的影响,探究了缺陷点的产生对单晶金刚石应力的影响;其次研究了氮气的掺入对其单晶金刚石生长的影响;最后进行了不同质量的种晶同质外延生长前后的对比。结果发现:种晶温度对等离子体中基团浓度几乎没有影响,在700-720℃范围内同质外延生长单晶金刚石质量较差,拉曼峰的偏移较大,内部石墨相的生成导致单晶金刚石产生应力,总应力以拉应力的形式呈现,870-890℃范围同质外延生长的单晶金刚石质量较好,拉曼峰的偏移也比较大,无石墨峰出现,但金刚石表面出现了明显的多晶点,多晶点的产生导致局部区域内产生应力集中现象,使得单晶金刚石产生裂纹,总应力以拉应力形式呈现,770-830℃范围内能同质外延出无裂纹高质量的单晶金刚石,拉曼峰的偏移较小,总应力相对其它温度区间要小,以压应力形式呈现。随着氮气浓度的增加... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

金刚石的晶胞结构

武汉工程大学硕士学位论文金刚石则为无色晶体。从晶体结构上看（如图 1-1），金刚石是典型原子晶体且属于面心立方等轴晶系，当 C 原子构成金刚石时，每C原子的4个价电子是以SP3杂化的方式形成四个完全等同的原子道（如图 1-2），与相邻的 4 个 C 原子形成共价单键，这样就由 5 C 原子构成了正四面体结构单元，键角为 109°28″且键长相等，其4个碳原子位于正四面体的顶点，1 个C原子位于正四面体的中心。

导发展的时代，保护导弹引头内部头罩的制作成为目前不可或键技术之一，其性能直接决定了导弹的战斗性能和命中精度D 金刚石成为一种有限选择的材料，如图 1.3 所示。金刚石还广于激光光学元件，如 CO2激光器（图 1.4）、光学窗口[16]、光系统（分束器和布鲁斯特窗）、VCSEL（垂直腔面发射激光器曼激光器的输出耦合器和出射窗。以 CO2激光器为例，金刚石使 CO2激光器实现最高功率，且不会因热透镜效应损失光束表 1.2 金刚石的光学性质光学性能 参数折射率 2.34-2.41（590nm）光学吸收边 在 8μm 处有弱吸收光学透过范围 从紫外直至远红外（雷达波）

【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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本文编号：3609949