肼类有机物掺杂金刚石大单晶的高温高压合成及退火研究
发布时间：2023-07-25 03:59
金刚石是自然界中天然形成的交代矿物,其主要来源于地下120-200千米深的上地幔层,经过火山喷发随地幔岩浆被带到地表。由于金刚石形成条件的苛刻及形成环境的多样性,在金刚石形成过程中捕获了环境中的物质成分并保存于金刚石内部形成金刚石包裹体。这些包裹体为我们研究金刚石形成机制提供了直观的素材,也为研究地球地幔物质循环的提供素材。天然金刚石形成环境的探索是研究金刚石形成机制至关重要的一步,碳素来源、形成条件、如何结晶成金刚石晶体等问题的线索均可以通过金刚石内部的包裹体中寻找蛛丝马迹。研究发现,金刚石其内部含有的杂质元素有氮、氢、氧、硼、硫等50多种,但是广泛存在于金刚石中的只有氮、氢、氧三种元素。氮元素是最早被发现的,也是研究最广泛的杂质元素。其次,氢元素作为仅次于氮的另一重要元素,近年来也越来越得到各国学者的重视。还有就是氧元素,氧存在于金刚石晶体中的认识由来已久,而且金刚石包裹体的物质成分绝大部分都含有氧,氧在地球内部的含量也是非常高的,但是关于氧掺杂金刚石的研究国际上很少。对天然金刚石来说,氮、氢、氧在金刚石成核、生长过程中均起到至关重要的作用。因此,在研究金刚石形成机制的过程中不能将...
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文提要
中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金刚石晶体结构及性质
1.2.1 金刚石晶体结构
1.2.2 金刚石晶体性质
1.3 金刚石的分类
1.4 本文选题意义和研究内容
1.4.1 选题的意义
1.4.2 研究内容
第二章 金刚石的光谱学特征
2.1 引言
2.2 光学显微镜
2.2.1 光学显微镜简介
2.2.2 光学显微镜成像原理
2.2.3 光学显微镜的应用
2.3 傅里叶红外吸收光谱
2.3.1 基本原理
2.3.2 物质原子间常见的振动类型
2.3.3 红外图谱的在金刚石方面的应用
2.3.4 金刚石傅里叶红外吸收光谱解析
2.3.5 金刚石中氮含量的计算方法
2.4 拉曼散射光谱
2.4.1 基本原理
2.4.2 拉曼光谱在金刚石表征中的应用
第三章 金刚石发展历程
3.1 引言
3.2 天然金刚石的探索历程
3.2.1 天然金刚石的起源
3.2.2 天然金刚石的颜色
3.2.3 金刚石包裹体的研究
3.3 人造金刚石的发展历程
3.3.1 人造金刚石的探索历程
3.3.2 高温高压合成金刚石的理论基础-溶剂理论
3.3.3 人造金刚石高压设备
3.3.4 实验组装的确定
3.3.5 高温高压合成金刚石的生长环境的研究进展
3.4 金刚石的高温高压退火研究
3.4.1 金刚石高温高压退火的研究历程
3.4.2 金刚石高温高压退火研究的意义
第四章 以C3H5N3O为有机添加剂的高温高压金刚石的合成及表征
4.1 引言
4.2 C3H5N3O简介及实验过程
4.2.1 C3H5N3O简介
4.2.2 实验过程
4.3 C3H5N3O环境中合成金刚石的光学照片
4.4 C3H5N3O环境中合成金刚石的红外表征
4.5 C3H5N3O环境中合成金刚石的拉曼表征
4.6 C3H5N3O环境中合成金刚石的XPS能谱
4.7 本章小结
第五章 以C3H8N4O2为有机添加剂的高温高压金刚石的合成及表征
5.1 引言
5.2 实验过程
5.2.1 C3H8N4O2简介
5.3 实验过程
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 添加C3H8N4O2 后的金刚石合成实验条件
5.4.2 添加C3H8N4O2后合成的金刚石晶体的红外表征
5.4.3 添加C3H8N4O2后合成的金刚石晶体的拉曼表征
5.5 本章小结
第六章 以CH6N4O为有机添加剂的高温高压金刚石的合成及表征
6.1 引言
6.2 CH6N4O简介与实验过程
6.2.1 CH6N4O简介
6.2.2 实验过程
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 NiMnCo-C体系中添加不同含量CH6N4O后的实验结果
6.3.2 添加CH6N4O后合成金刚石晶体的红外表征
6.4 {NaN3
+ CH6N4O}复合添加剂合成金刚石及表征
6.5 本章小结
第七章 N-H-O共掺杂金刚石中出现的“毛刺”现象
7.1 引言
7.2 实验过程
7.3 实验结果与讨论
7.3.1 氮、氢、氧共掺杂金刚石的合成条件及结果
7.3.2 以C3H5N3O为添加剂合成金刚石晶体的“毛刺”现象
7.3.3 以C3H8N4O2为添加剂合成金刚石晶体的“毛刺”现象
7.3.4 以CH6N4O为添加剂合成金刚石晶体的“毛刺”现象
7.3.5 加入NaN3后氮、氢、氧共掺杂金刚石的“毛刺”现象
7.4 本章小结
第八章 对N-H-O共掺杂金刚石的高温高压退火研究
8.1 引言
8.2 实验过程
8.3 N-H-O掺杂金刚石高温高压退火条件及实验结果
8.3.1 退火条件及实验结果
8.3.2 退火前后晶体的光学分析
8.3.3 退火前后金刚石的拉曼表征
8.3.4 高温高压退火前后氮、氢、氧共掺杂金刚石的红外光谱表征
8.4 本章小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 展望
参考文献
作者简历
攻读博士学位期间公开发表的学术论文
致谢
本文编号：3837120
【文章页数】：117 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
论文提要
中文摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 金刚石晶体结构及性质
1.2.1 金刚石晶体结构
1.2.2 金刚石晶体性质
1.3 金刚石的分类
1.4 本文选题意义和研究内容
1.4.1 选题的意义
1.4.2 研究内容
第二章 金刚石的光谱学特征
2.1 引言
2.2 光学显微镜
2.2.1 光学显微镜简介
2.2.2 光学显微镜成像原理
2.2.3 光学显微镜的应用
2.3 傅里叶红外吸收光谱
2.3.1 基本原理
2.3.2 物质原子间常见的振动类型
2.3.3 红外图谱的在金刚石方面的应用
2.3.4 金刚石傅里叶红外吸收光谱解析
2.3.5 金刚石中氮含量的计算方法
2.4 拉曼散射光谱
2.4.1 基本原理
2.4.2 拉曼光谱在金刚石表征中的应用
第三章 金刚石发展历程
3.1 引言
3.2 天然金刚石的探索历程
3.2.1 天然金刚石的起源
3.2.2 天然金刚石的颜色
3.2.3 金刚石包裹体的研究
3.3 人造金刚石的发展历程
3.3.1 人造金刚石的探索历程
3.3.2 高温高压合成金刚石的理论基础-溶剂理论
3.3.3 人造金刚石高压设备
3.3.4 实验组装的确定
3.3.5 高温高压合成金刚石的生长环境的研究进展
3.4 金刚石的高温高压退火研究
3.4.1 金刚石高温高压退火的研究历程
3.4.2 金刚石高温高压退火研究的意义
第四章 以C3H5N3O为有机添加剂的高温高压金刚石的合成及表征
4.1 引言
4.2 C3H5N3O简介及实验过程
4.2.1 C3H5N3O简介
4.2.2 实验过程
4.3 C3H5N3O环境中合成金刚石的光学照片
4.4 C3H5N3O环境中合成金刚石的红外表征
4.5 C3H5N3O环境中合成金刚石的拉曼表征
4.6 C3H5N3O环境中合成金刚石的XPS能谱
4.7 本章小结
第五章 以C3H8N4O2为有机添加剂的高温高压金刚石的合成及表征
5.1 引言
5.2 实验过程
5.2.1 C3H8N4O2简介
5.3 实验过程
5.4 实验结果与讨论
5.4.1 添加C3H8N4O2 后的金刚石合成实验条件
5.4.2 添加C3H8N4O2后合成的金刚石晶体的红外表征
5.4.3 添加C3H8N4O2后合成的金刚石晶体的拉曼表征
5.5 本章小结
第六章 以CH6N4O为有机添加剂的高温高压金刚石的合成及表征
6.1 引言
6.2 CH6N4O简介与实验过程
6.2.1 CH6N4O简介
6.2.2 实验过程
6.3 实验结果与讨论
6.3.1 NiMnCo-C体系中添加不同含量CH6N4O后的实验结果
6.3.2 添加CH6N4O后合成金刚石晶体的红外表征
6.4 {NaN3
+ CH6N4O}复合添加剂合成金刚石及表征
6.5 本章小结
第七章 N-H-O共掺杂金刚石中出现的“毛刺”现象
7.1 引言
7.2 实验过程
7.3 实验结果与讨论
7.3.1 氮、氢、氧共掺杂金刚石的合成条件及结果
7.3.2 以C3H5N3O为添加剂合成金刚石晶体的“毛刺”现象
7.3.3 以C3H8N4O2为添加剂合成金刚石晶体的“毛刺”现象
7.3.4 以CH6N4O为添加剂合成金刚石晶体的“毛刺”现象
7.3.5 加入NaN3后氮、氢、氧共掺杂金刚石的“毛刺”现象
7.4 本章小结
第八章 对N-H-O共掺杂金刚石的高温高压退火研究
8.1 引言
8.2 实验过程
8.3 N-H-O掺杂金刚石高温高压退火条件及实验结果
8.3.1 退火条件及实验结果
8.3.2 退火前后晶体的光学分析
8.3.3 退火前后金刚石的拉曼表征
8.3.4 高温高压退火前后氮、氢、氧共掺杂金刚石的红外光谱表征
8.4 本章小结
第九章 结论与展望
9.1 结论
9.2 展望
参考文献
作者简历
攻读博士学位期间公开发表的学术论文
致谢
本文编号：3837120
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