过渡金属氧化物对金刚石单晶刻蚀的研究

发布时间：2024-05-18 10:52

　　金刚石的强度、硬度、耐磨性、热导性、化学稳定性等物理化学性能优异,已经广泛应用于机床工具制造领域,但金刚石表面光滑,不利于结合剂对它的把持,往往会存在于结合剂结合不牢固,使其过早脱落等问题,为了解决该问题,可以通过表面刻蚀的方式增加表面粗糙度,提高使用性能。同时由于金刚石还在半导体器件制造、热管理材料等领域有广阔的应用空间,但金刚石难于加工的缺点制约了其优异性质的充分发挥,因此金刚石单晶表面刻蚀技术的研究也有助于促进金刚石在功能材料领域的应用。为此,课题以金刚石单晶为研究对象,采用三氧化二铁、二氧化锰、氧化镍三种过渡金属氧化物作为刻蚀剂,探索出了在无特殊气氛的条件下金刚石单晶表面刻蚀方法,并研究了刻蚀工艺参数对金刚石单晶的影响。主要研究结果如下:(1)三氧化二铁、二氧化锰、氧化镍三种过渡金属氧化物均能对金刚石进行刻蚀,氧化铁刻蚀金刚石的最佳温度为800℃,该温度下刻蚀1小时后,金刚石{100}面的面粗糙度S_a升高至2380 nm,{111}面的面粗糙度S_a升高至1590 nm;二氧化锰刻蚀金刚石的最佳温度为750℃,该温度下刻蚀1小时后,金刚...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1金刚石晶胞结构示意图

1绪论构、性质与应用子之间的排列方式造成了金刚石独特的方式与相邻的四个原子以共价键的方间的键角为109°28′键长为1.54，中的原子是按照面心立方堆积方式排列原子，每个面的面心有一个与相邻晶胞构如图1.1所示。

图1.2金刚石{100}面及{111}面原子排列示意图

图1.1金刚石晶胞结构示意图品级较好的金刚石晶体主要由{100}面和{111}面组成，金刚石的各向异性的不同方向上碳原子的数量不同，图1.2是金刚石{100}面和{111}面原子排列[9]，{100}面与{111}面原子密度之比为1:1.155，晶面中原子密度越大，原子....

图1.1化学镀流程图

Sn2++Pd2+=Pd+Sn4+催化活性的金属沉积于金刚石表面。对于金刚石微粉用铬酸洗液对进金刚石进行亲水化处理，能够有效提见的单组分金属镀覆品种为镀镍和镀铜，镀镍的基本H3PO2+H2O=H3PO3+2H++2e-Ni2++2e-=Ni为：Ni2++H3PO2+H2O=Ni....

图1.3Ib型金刚石表面刻蚀后制备的金刚石纳米线照片

离子体刻蚀的主要为反应离子刻蚀，是利用轰击的同时与金刚石表层原子进行反应达到刻蚀技术，用氧等离子体在纳米晶金刚石膜程中加入了CHF3用以减缓刻蚀地进行，防止备了波导结构，在此研究基础上，又用光刻的组合在Ib型金刚石表面刻蚀出波导结构，技术基础[124]。Janssen等人....

本文编号：3976826