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金刚石硅空位色心综述
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作者 谭心 李向升 +3 位作者 王健 杨桥 贺占清 祁晖 《中国材料进展》 北大核心 2025年第7期694-700,共7页
金刚石色心具有室温荧光稳定性和良好的生物兼容性,可作为一种优秀的单光子源或荧光标记物应用于量子信息传递和生物荧光标记等领域。而相比于传统的金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)色心,金刚石硅空位(silicon-vacancy,SiV)色心展现... 金刚石色心具有室温荧光稳定性和良好的生物兼容性,可作为一种优秀的单光子源或荧光标记物应用于量子信息传递和生物荧光标记等领域。而相比于传统的金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)色心,金刚石硅空位(silicon-vacancy,SiV)色心展现出更为优异的光学性能,包括更窄的声子边带、更短的激发态寿命和更集中的荧光辐射。主要介绍了金刚石SiV色心的结构性质和应用前景,对比了SiV色心和NV色心物理参数和应用领域等方面的区别,并介绍了几种常见SiV色心的制备方法。 展开更多
关键词 金刚石色心 空位 荧光 制备 应用
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晶硅太阳能电池制备过程中硅渣和金刚石线切割硅废料的回收利用研究进展 被引量:2
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作者 何乾 范斌 +3 位作者 宋剑飞 邹应萍 伍继君 马文会 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2456-2467,共12页
随着晶硅太阳能电池的快速发展,晶体硅片的需求大幅增加。晶体硅片在生产制备过程中,大量的硅以硅渣和金刚石线切割硅废料的形式流失。硅渣和金刚石线切割硅废料中硅的回收再循环利用对降低晶硅太阳能电池的成产成本、有效解决晶体硅片... 随着晶硅太阳能电池的快速发展,晶体硅片的需求大幅增加。晶体硅片在生产制备过程中,大量的硅以硅渣和金刚石线切割硅废料的形式流失。硅渣和金刚石线切割硅废料中硅的回收再循环利用对降低晶硅太阳能电池的成产成本、有效解决晶体硅片短缺以及环境污染等问题具有重要意义。本文通过对从硅渣和金刚石线切割硅废料中回收制备高纯硅的现有工艺和研究进展进行综述,对不同回收工艺的优势、缺陷以及改进措施进行分析,有助于研究人员选择合理的高纯硅回收策略,为晶硅太阳能电池产业的低成本、绿色可持续发展提供参考。 展开更多
关键词 太阳能电池 金刚石线切割废料 高纯回收
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基于微转印技术的金刚石上硅材料制备与表征
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作者 刘玉 高定成 +1 位作者 薛忠营 常永伟 《半导体技术》 CAS 北大核心 2024年第9期813-817,共5页
硅基电子器件在高温、高功率、射频领域应用时面临热管理的挑战。为解决其散热和射频损耗问题,采用微转印技术在常温常压下将单晶硅薄膜转移至金刚石衬底上,制备出新型集成电路材料——金刚石上硅(SOD)。实验结果表明,转移的单晶硅薄膜... 硅基电子器件在高温、高功率、射频领域应用时面临热管理的挑战。为解决其散热和射频损耗问题,采用微转印技术在常温常压下将单晶硅薄膜转移至金刚石衬底上,制备出新型集成电路材料——金刚石上硅(SOD)。实验结果表明,转移的单晶硅薄膜表面平整、无明显损伤,保持了其原有的完整性。透射电子显微镜的观察结果进一步显示,金刚石与硅之间的界面结合紧密,不存在纳米级间隙。界面热阻测试结果显示,SOD样品的有效界面热阻(R_(EI))为30.30m^(2)·K/GW,明显优于SOI样品的R_(EI)(376.78m^(2)·K/GW)。该研究验证了SOD材料在热管理方面的潜力,也为未来新型硅基器件的设计与应用提供了参考。 展开更多
关键词 金刚石 金刚石上硅(sod) 热管理 微转印 界面热阻
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利用金刚石线锯切割硅晶体的实验研究 被引量:9
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作者 侯志坚 葛培琪 +2 位作者 张进生 李绍杰 高玉飞 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2007年第5期14-16,共3页
本文综述了脆性材料的塑性转变理论、脆性材料塑性加工研究进展情况,进行了环形金刚石线锯丝切割硅晶体的实验。锯丝单方向连续运动,因而可以提高切割速度,锯丝运动速度为10 m/s和21 m/s两种。工件进给速度分别为8.4 mm/min,12.6 mm/min... 本文综述了脆性材料的塑性转变理论、脆性材料塑性加工研究进展情况,进行了环形金刚石线锯丝切割硅晶体的实验。锯丝单方向连续运动,因而可以提高切割速度,锯丝运动速度为10 m/s和21 m/s两种。工件进给速度分别为8.4 mm/min,12.6 mm/min和20 mm/min等三种。用扫描电镜检测切割表面并与往复式线锯切割表面进行比较。实验结果及理论分析表明:锯丝上单个磨粒切削深度极小,切割表面平整、无崩碎现象,表面粗糙度值达1.4μm^3μm,接近粗磨加工后的表面。进给速度增大,表面粗糙度有所增大;切削速度提高,表面粗糙度降低不明显,这与理论分析不一致,其原因是工艺系统振动、冲击所致。锯丝磨损、磨料脱落是降低切割表面质量的另一原因。 展开更多
关键词 金刚石锯丝 切割 晶体 粗糙度
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激光在硅基底沉积类金刚石膜的光学应用 被引量:8
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作者 程勇 郭延龙 +3 位作者 王淑云 米朝伟 丁方正 万强 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期875-878,共4页
研究了氧气氛和掺硅对类金刚石(DLC)膜性能的影响机理。采用飞秒激光烧蚀石墨靶材,通过氧气氛、掺硅和离轴平移旋转等技术,在硅基底上镀制出比传统工艺透过率、硬度、附着力和稳定性等性能更优的无氢DLC膜。实验验证了随着氧气氛压强... 研究了氧气氛和掺硅对类金刚石(DLC)膜性能的影响机理。采用飞秒激光烧蚀石墨靶材,通过氧气氛、掺硅和离轴平移旋转等技术,在硅基底上镀制出比传统工艺透过率、硬度、附着力和稳定性等性能更优的无氢DLC膜。实验验证了随着氧气氛压强的增大,样片透过率先增大后减小,存在一个最佳气压(2 Pa)。并且掺硅有助于改善DLC膜的性能,掺硅量也存在一个最佳值。在3-5μm波段,正面镀DLC膜、背面镀普通增透膜的硅红外窗口的平均透过率≥91.7%,DLC膜的纳米硬度高达40-50 GPa,且通过军标规定的高温、低温、湿热、盐雾、重摩擦等环境实验,满足光学窗口工程应用的要求。 展开更多
关键词 激光沉积 金刚石 基底 光学应用
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掺硅类金刚石膜的摩擦学性能研究 被引量:13
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作者 兰惠清 崔俊豪 加藤孝久 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期61-66,共6页
以甲苯(C7H8)和四甲基硅烷(Si(CH3)4)的混合气体为反应气源,使用离子气相沉积技术制备了不同Si含量(原子比)(不超过20%)的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,用X射线光电子谱和拉曼光谱测出薄膜和对磨钢球上转移膜的微观结构,纳米压痕仪、摩擦... 以甲苯(C7H8)和四甲基硅烷(Si(CH3)4)的混合气体为反应气源,使用离子气相沉积技术制备了不同Si含量(原子比)(不超过20%)的掺硅类金刚石(Si-DLC)薄膜,用X射线光电子谱和拉曼光谱测出薄膜和对磨钢球上转移膜的微观结构,纳米压痕仪、摩擦试验机和电子探针微分析仪分别得到薄膜的硬度、摩擦系数、磨痕和转移膜的元素变化结果。结果表明,添加少量Si能提高Si-DLC薄膜的硬度,但是Si含量的进一步增加则使薄膜的硬度降低。而薄膜的摩擦系数始终随着Si含量的增加而减少。从摩擦实验后钢球表面转移膜的进一步分析,我们认为该薄膜的低摩擦特性是由于转移膜的增加和石墨化两者共同造成的结果。 展开更多
关键词 金刚石 结构 摩擦 硬度
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基于硅过渡层纳米金刚石膜/GaN复合膜系的制备(英文) 被引量:4
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作者 刘金龙 田寒梅 +3 位作者 陈良贤 魏俊俊 黑立富 李成明 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期518-524,共7页
本文研发了一种简便有效的在GaN半导体衬底上直接生长纳米金刚石膜的方法。研究发现,直接将GaN衬底暴露于氢等离子体中5 min即发生分解,且随着温度从560℃升高至680℃,这种分解反应愈加剧烈,很难在GaN衬底上直接形成结合力良好的纳米金... 本文研发了一种简便有效的在GaN半导体衬底上直接生长纳米金刚石膜的方法。研究发现,直接将GaN衬底暴露于氢等离子体中5 min即发生分解,且随着温度从560℃升高至680℃,这种分解反应愈加剧烈,很难在GaN衬底上直接形成结合力良好的纳米金刚石膜。通过在GaN衬底上镀制几纳米厚的硅过渡层,在富氢金刚石生长环境下,抑制了GaN衬底的分解,同时在GaN衬底上沉积了约2μm厚的纳米金刚石膜。硅过渡层厚度是决定纳米金刚石与GaN衬底结合力的主要因素。当硅过渡层厚度为10 nm时,纳米金刚石膜与GaN衬底呈现出大于10 N的结合力,可能与硅过渡层在金刚石生长过程中向SiC过渡层转变有关。 展开更多
关键词 氮化镓 过渡层 纳米金刚石 直接生长 分解
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掺硅类金刚石薄膜的制备与表征 被引量:7
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作者 赵飞 李红轩 +3 位作者 吉利 权伟龙 周惠娣 陈建敏 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期11-14,共4页
利用射频等离子增强化学气相沉积(R.F.PECVD)与非平衡磁控溅射相结合的技术,通过调节甲烷与氩气的比例,在不锈钢基底上制备了一系列硅含量不同的掺硅类金刚石(Si–DLC)薄膜。通过XPS谱图获得了各Si–DLC薄膜的化学组成及Si元素的相对含... 利用射频等离子增强化学气相沉积(R.F.PECVD)与非平衡磁控溅射相结合的技术,通过调节甲烷与氩气的比例,在不锈钢基底上制备了一系列硅含量不同的掺硅类金刚石(Si–DLC)薄膜。通过XPS谱图获得了各Si–DLC薄膜的化学组成及Si元素的相对含量。采用非接触式三维轮廓仪测量了薄膜的表面形貌、粗糙度和厚度。采用纳米压痕技术获得了各薄膜的纳米硬度。在UMT–2MT摩擦试验机采用划痕法评价了各薄膜的结合强度,并在CSM摩擦试验机上考察了各薄膜在空气及水环境下的摩擦学性能。结果表明,各薄膜的纳米硬度和结合强度有相似的变化规律,其最佳值均出现在CH4/Ar=5/6处;而当CH4/Ar=7/6时,薄膜在水环境下的摩擦学性能能得到显著提高,摩擦因数仅为0.012。 展开更多
关键词 R.F.PECVD 金刚石薄膜 水环境 结合强度 摩擦因数
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金刚石涂层刀具干切削硅铝合金性能研究 被引量:11
9
作者 杨海东 孔晓玲 韦山 《合肥工业大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 2003年第6期1276-1278,共3页
由于金刚石薄膜涂层具有与天然金刚石相同的高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热优异性能,因此适用于车削和现代高速干式切削加工,尤其高速切削硅铝合金可提高生产率。文章通过用金刚石薄膜涂层刀具对硅铝合金进行干式切削,探讨其切削... 由于金刚石薄膜涂层具有与天然金刚石相同的高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热优异性能,因此适用于车削和现代高速干式切削加工,尤其高速切削硅铝合金可提高生产率。文章通过用金刚石薄膜涂层刀具对硅铝合金进行干式切削,探讨其切削性能。试验结果表明,金刚石薄膜涂层刀具磨损是由薄膜显微断裂而逐渐脱落的过程,进给量是影响工件表面粗糙度的主要因素。 展开更多
关键词 金刚石涂层刀 铝合金 干式切削加工 化学气相沉积 CVD
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金刚石涂层刀具铣削高硅铝合金的性能研究 被引量:11
10
作者 杨小璠 李友生 +2 位作者 鄢国洪 李超 许志龙 《工具技术》 2012年第5期7-10,共4页
选用未涂层、TiAlN涂层及金刚石涂层整体硬质合金两刃平头立铣刀,在相同切削参数下进行高硅铝合金的高速铣削加工试验。试验结果表明:金刚石涂层铣刀具有良好的耐磨性,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具使用寿命长,加工表面粗糙度值稳... 选用未涂层、TiAlN涂层及金刚石涂层整体硬质合金两刃平头立铣刀,在相同切削参数下进行高硅铝合金的高速铣削加工试验。试验结果表明:金刚石涂层铣刀具有良好的耐磨性,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具使用寿命长,加工表面粗糙度值稳定性好,是铣削高硅铝合金的理想刀具。 展开更多
关键词 金刚石涂层 铝合金 刀具寿命 表面粗糙度
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硅基籽晶上化学气相沉积金刚石薄膜及其场发射特性 被引量:3
11
作者 赵海峰 宋航 +4 位作者 元光 李志明 蒋红 缪国庆 金亿鑫 《发光学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第3期313-317,共5页
通过控制电泳沉积(EPD)时间,在硅基片上沉积不同密度的金刚石籽晶。再用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备,在硅基籽晶上合成多晶金刚石薄膜。薄膜中通常含有非金刚石相碳成分。用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对样品的表面形貌和成分进行... 通过控制电泳沉积(EPD)时间,在硅基片上沉积不同密度的金刚石籽晶。再用热丝化学气相沉积(HFCVD)设备,在硅基籽晶上合成多晶金刚石薄膜。薄膜中通常含有非金刚石相碳成分。用扫描电子显微镜(SEM)和Raman光谱对样品的表面形貌和成分进行了表征,测量了样品的场发射特性。比较并分析了样品的表面形貌和非金刚石成分上的差异对金刚石薄膜场发射特性的影响。 展开更多
关键词 基籽晶 化学气相沉积 金刚石薄膜 场发射特性 电泳沉积 表面形貌
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硅钛结合剂聚晶金刚石的制备与性能 被引量:2
12
作者 刘磊 孙国平 +2 位作者 胡现芝 张梦 李亚辉 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2015年第4期37-40,共4页
以Si-Ti-B粉末为结合剂,与金刚石微粉在高温高压条件下制备了硅钛基聚晶金刚石。通过X射线衍射仪、扫描电镜、磨耗比测定仪等方法研究了不同合成功率对聚晶金刚石物相成分、微观结构和性能的影响。研究发现:结合剂与金刚石之间相互反应... 以Si-Ti-B粉末为结合剂,与金刚石微粉在高温高压条件下制备了硅钛基聚晶金刚石。通过X射线衍射仪、扫描电镜、磨耗比测定仪等方法研究了不同合成功率对聚晶金刚石物相成分、微观结构和性能的影响。研究发现:结合剂与金刚石之间相互反应形成的黏结相主要为SiC、TiC、TiB2和TiSi2等化合物,将金刚石颗粒牢固地结合在一起形成致密结构;随着合成功率的增加,PCD样品的磨耗比、显微硬度都先增高后降低,在合成功率为3.4kW时达到最高值;当合成功率过低,PCD样品中会存在未反应完全的结合剂,合成功率过高则会造成金刚石表面出现石墨化残留,均会降低材料的综合性能。 展开更多
关键词 聚晶金刚石 钛结合剂 性能
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电化学法预处理硅基片提高金刚石成核密度的研究 被引量:1
13
作者 沈明荣 汪浩 +3 位作者 宁兆元 叶超 甘肇强 任兆杏 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 1997年第5期555-556,共2页
通过用电化学法预先沉积一层碳膜的方法,利用热丝化学汽相沉积法使金刚石在光滑硅片上的成核密度达到107cm-2左右,与未镀碳膜相比提高了近3个数量级。文中还分析了可能的原因。
关键词 金刚石 碳膜 电化学法 成核密度 基片
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金刚石膜/硅基体热残余应力场有限元分析 被引量:3
14
作者 唐达培 高庆 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期377-380,共4页
运用ANSYS软件建立了有限元模型,对化学气相沉积在硅基体上的金刚石膜内部和膜/基交界面处的各热残余应力分量的分布作了计算与分析。所建模型与已有的一维解析模型都能得出厚度截面上的法向应力分量的分布,且吻合较好,而前者的优点在... 运用ANSYS软件建立了有限元模型,对化学气相沉积在硅基体上的金刚石膜内部和膜/基交界面处的各热残余应力分量的分布作了计算与分析。所建模型与已有的一维解析模型都能得出厚度截面上的法向应力分量的分布,且吻合较好,而前者的优点在于它还能模拟切向应力和剪应力等其它应力分量,这对分析膜/基界面的粘附与失效是至关重要的。 展开更多
关键词 金刚石 基体 热残余应力 有限元方法
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用人造多晶金刚石铣刀加工铝硅合金时铣削力的研究 被引量:2
15
作者 王立江 蔡绍勤 骆红云 《汽车技术》 北大核心 2002年第1期20-23,共4页
通过铣削测力系统测量了人造多晶金刚石(PCD)铣刀铣削铝硅合金时的铣削力,并建立了端铣刀加工铝硅合金时的铣削力经验公式。研究了切削用量、工件材质及刀具前角等要素对铣削力的影响规律。由于铣削是断续冲击切削,故其刀齿的切入冲... 通过铣削测力系统测量了人造多晶金刚石(PCD)铣刀铣削铝硅合金时的铣削力,并建立了端铣刀加工铝硅合金时的铣削力经验公式。研究了切削用量、工件材质及刀具前角等要素对铣削力的影响规律。由于铣削是断续冲击切削,故其刀齿的切入冲击力对刀刃的磨损、破损有重要的作用。探讨了铣削时切入角的大小对切入冲击力的作用。 展开更多
关键词 金刚石刀具 合金 铣削加工 人造多晶金刚石铣刀 铣削力 影响因素 铣削测试系统
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金刚石多晶薄膜和硅异质结研究
16
作者 周之斌 张亚增 +2 位作者 翟林华 方建勋 王丽君 《半导体技术》 CAS CSCD 北大核心 1994年第3期35-36,共2页
采用热丝法,甲醇、丙酮及氢气等离子体在硅衬底上沉积出金刚石薄膜,用透射电镜(TEM)及拉曼(Raman)谱分析膜中含有大小不等的金刚石颗粒,膜的厚度为50一100nm。C/Si异质结I-V曲线具有二极管整流特性,可耐... 采用热丝法,甲醇、丙酮及氢气等离子体在硅衬底上沉积出金刚石薄膜,用透射电镜(TEM)及拉曼(Raman)谱分析膜中含有大小不等的金刚石颗粒,膜的厚度为50一100nm。C/Si异质结I-V曲线具有二极管整流特性,可耐高压,击穿场强达10 ̄7V/cm。 展开更多
关键词 金刚石薄膜 异质结 整流 异质结
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铝硼硅玻璃基体中金刚石氧化机理
17
作者 张向红 王艳辉 +1 位作者 臧建兵 张金辉 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2022年第3期373-378,共6页
开展金刚石/铝硼硅玻璃复合材料的烧结试验,通过TG-DSC分析、XRD分析和Raman分析,研究铝硼硅玻璃熔体中金刚石的氧化反应机理。试验结果表明:烧结纯铝硼硅玻璃时,在1000℃以下,没有任何化学反应发生;烧结金刚石/铝硼硅玻璃复合材料时,... 开展金刚石/铝硼硅玻璃复合材料的烧结试验,通过TG-DSC分析、XRD分析和Raman分析,研究铝硼硅玻璃熔体中金刚石的氧化反应机理。试验结果表明:烧结纯铝硼硅玻璃时,在1000℃以下,没有任何化学反应发生;烧结金刚石/铝硼硅玻璃复合材料时,温度高于814°C后会发生体积膨胀、强度降低的现象;烧结温度780℃为最理想烧结温度,复合材料膨胀率约10%,抗折强度约39.0 MPa。在烧结温度不超过908.4℃时,金刚石和游离氧而非铝硼硅玻璃中的氧化物之间发生了氧化反应。 展开更多
关键词 铝硼玻璃结合剂 金刚石 氧化反应机理
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硅微尖上金刚石膜的生长
18
作者 元光 金亿鑫 +6 位作者 金长春 宋航 张宝林 宁永强 蒋红 周天明 李树伟 《吉林大学自然科学学报》 CSCD 1996年第3期59-61,共3页
采用微波等离子体方法在硅微尖上生长了金刚石膜,并利用SEM和X射线衍射方法对金刚石膜进行了研究.
关键词 微尖 金刚石 生长 薄膜 微波等离子体
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在硅和硬质合金基体上金刚石薄膜生长研究
19
作者 王和照 王建华 《真空科学与技术》 EI CAS CSCD 1994年第4期246-249,共4页
在硅和硬质合金基体上,用热丝CVD法生长出金刚石薄膜。利用X衍射、拉曼谱和扫描电镜对金刚石薄膜的结构形貌进行了检测,并与天然金刚石对比分析。
关键词 金刚石薄膜 DF材料 硬质合金 热丝CVD法
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金刚石薄膜与硅衬底间的界面过渡层
20
作者 丁正明 庄志诚 +1 位作者 张伟东 张志明 《人工晶体学报》 CSCD 1991年第3期343-343,共1页
本文以EACVD法在硅衬底上生长金刚石薄膜。用多种方法分析它们界面间的结构,并探讨了硅衬底上沉积金刚石薄膜的过程。用俄歇电子能谱作膜的深度剖析,得出各组成的纵向成分比表明:此界面有个硅和碳相混合的结构层;随着检测的表面化,硅成... 本文以EACVD法在硅衬底上生长金刚石薄膜。用多种方法分析它们界面间的结构,并探讨了硅衬底上沉积金刚石薄膜的过程。用俄歇电子能谱作膜的深度剖析,得出各组成的纵向成分比表明:此界面有个硅和碳相混合的结构层;随着检测的表面化,硅成分减少,碳成分增加。 展开更多
关键词 衬底 界面过渡层 EACVD法 金刚石薄膜
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