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图形化CVD金刚石膜的新方法——等离子体辅助固体刻蚀法 被引量:2
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作者 满卫东 孙蕾 +3 位作者 吴宇琼 谢鹏 余学超 汪建华 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2008年第6期1-4,8,共5页
金刚石膜是一种具有巨大应用潜力的新型功能材料,但是它极高的硬度和化学稳定性使其难以被加工成型,因此如何对金刚石膜表面进行精确的图形化加工是实现制造金刚石器件的关键技术问题之一。在本研究中,我们用微波等离子体化学气相沉积... 金刚石膜是一种具有巨大应用潜力的新型功能材料,但是它极高的硬度和化学稳定性使其难以被加工成型,因此如何对金刚石膜表面进行精确的图形化加工是实现制造金刚石器件的关键技术问题之一。在本研究中,我们用微波等离子体化学气相沉积法制备的金刚石厚膜,在其表面利用氢等离子体辅助刻蚀、铁薄膜的催石墨化作用下,对金刚石膜的形核面进行了选择性的刻蚀。结果表明,该方法具有较高的刻蚀速率(850℃,33.8μm/h),较高的刻蚀选择比,可以对CVD金刚石膜进行较精确的图形化刻蚀,还可通过调节铁薄膜的厚度来实现刻蚀深度的控制。对氢等离子体在整个过程中的作用进行了阐述。 展开更多
关键词 金刚石膜 刻蚀 等离子体 图形化加工
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溅射辅助微波等离子体化学气相沉积SiCN晶体
2
作者 万军 马志斌 +2 位作者 曹宏 吴振辉 汪建华 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期48-52,共5页
在微波等离子体化学气相沉积系统中,利用脉冲氮离子束溅射二氰二氨靶产生的碳氮粒子作为合成前驱物,在石英玻璃基片上研究了SiCN晶体的合成。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究了基片... 在微波等离子体化学气相沉积系统中,利用脉冲氮离子束溅射二氰二氨靶产生的碳氮粒子作为合成前驱物,在石英玻璃基片上研究了SiCN晶体的合成。用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱(EDX)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)研究了基片温度对薄膜的形貌、成分和结构的影响。结果表明:随着基片温度的降低,沉积物由截面为六方形的结晶良好的SiCN晶体(800℃)变成发育不完全的聚片状晶体(700℃),直到变成颗粒细小的无定形碳氮薄膜(550℃)。衍射峰的强度以及晶胞参数a和c的值随温度的降低而减小。薄膜为C原子部分取代Si3N4中的Si原子位置而形成的SiCN晶体,其中N原子主要与Si原子结合,C原子以sp3C—N、sp2CN和sp2CC键的形式存在。降低基片温度有利于提高薄膜中的C含量和sp3C—N键的含量。 展开更多
关键词 SiCN晶体 微波等离子体 溅射 二氰二氨
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用氢气/甲醇混合气体在微波等离子体CVD中合成纳米晶粒金刚石膜(英文) 被引量:9
3
作者 满卫东 江建华 +3 位作者 王传新 马志斌 王升高 熊礼威 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期126-128,131,共4页
用微波等离子体增强化学气相沉积方法(MPECVD),利用氢气和甲醇的混合气体,在硅片上沉积出纳米晶粒的金刚石薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)及扫描隧道显微镜(STM)对薄膜的晶粒平面平整性及纯度进行了... 用微波等离子体增强化学气相沉积方法(MPECVD),利用氢气和甲醇的混合气体,在硅片上沉积出纳米晶粒的金刚石薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱(Raman)、原子力显微镜(AFM)及扫描隧道显微镜(STM)对薄膜的晶粒平面平整性及纯度进行了表征。通过SEM发现,提高甲醇浓度或降低沉积温度可以减小金刚石膜的晶粒尺寸。拉曼光谱显示薄膜中确实存在纳米晶粒的金刚石,并且薄膜的主要成分为金刚石。用AFM测得薄膜表面的粗糙度Rms<80nm,STM观测晶粒的平均尺寸在10-20nm之间。研究结果表明,用MPECVD方法,利用氢气和甲醇的混合气体是制备纳米晶粒金刚石膜的一种理想方法。 展开更多
关键词 纳米晶粒 金刚石膜 微波 化学气相沉积
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高气压微波氢等离子体发射光谱诊断 被引量:7
4
作者 吴利峰 马志斌 +1 位作者 翁国锋 湛玉龙 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2027-2031,共5页
在2.45GHz,800W级的高气压微波等离子体放电系统中,通过测量不同微波功率和放电气压下氢等离子体的Balmer线系的发射光谱,从测量的谱线总展宽中卷积去掉具有高斯线形的Doppler展宽和仪器展宽得到谱线的Stark展宽,并通过Stark展宽测量氢... 在2.45GHz,800W级的高气压微波等离子体放电系统中,通过测量不同微波功率和放电气压下氢等离子体的Balmer线系的发射光谱,从测量的谱线总展宽中卷积去掉具有高斯线形的Doppler展宽和仪器展宽得到谱线的Stark展宽,并通过Stark展宽测量氢等离子体的电子数密度和电场强度。结果表明:等离子体的电子数密度和电场强度随着放电气压的升高都是先增大后减小,随着微波功率的增加呈现逐渐增大的趋势。微波功率为800W时,气压在25kPa时电子数密度和电场强度都达到最大值,等离子体的电子数密度和内部的电场强度分别为3.55×1012cm-3及4.01kV/cm。 展开更多
关键词 发射光谱 Stark展宽 高气压放电 氢等离子体 电场强度
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MPCVD等离子体的发射光谱研究 被引量:6
5
作者 马志斌 吴建鹏 +3 位作者 陶利平 曹为 李国伟 汪建华 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2562-2565,共4页
在2.45GHz,800W微波等离子体化学气相沉积装置上,利用发射光谱对CH4/H2等离子体进行在线诊断,分析了等离子体中存在的基团,研究了甲烷浓度对各基团浓度及基团的空间分布的影响。结果表明:等离子体中存在CH,Hα,Hβ,Hγ,C2基团和Mo杂质原... 在2.45GHz,800W微波等离子体化学气相沉积装置上,利用发射光谱对CH4/H2等离子体进行在线诊断,分析了等离子体中存在的基团,研究了甲烷浓度对各基团浓度及基团的空间分布的影响。结果表明:等离子体中存在CH,Hα,Hβ,Hγ,C2基团和Mo杂质原子,随着甲烷浓度的升高,各基团的发射光谱强度均有增加,其中C2基团强度显著增加。CH与Hα基团的发射光谱强度比值随甲烷浓度的增加变化不大,而C2与Hα基团的发射光谱强度的比值随甲烷浓度的增加而显著增大。另外,甲烷浓度的增加使得等离子体中各基团在空间分布的均匀性变差。 展开更多
关键词 发射光谱 甲烷浓度 均匀性
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微波等离子体同质外延修复金刚石的研究 被引量:9
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作者 满卫东 谢鹏 +2 位作者 吴宇琼 孙蕾 汪建华 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期1157-1161,共5页
用微波等离子体化学气相沉积法同质外延生长了有缺陷的金刚石颗粒。在同质外延之前,研究了温度因素对金刚石生长表面形貌的影响,研究表明适宜金刚石同质外延的温度范围非常窄,在1030℃左右;温度低于920℃,大尺寸的金刚石单晶颗粒就很难... 用微波等离子体化学气相沉积法同质外延生长了有缺陷的金刚石颗粒。在同质外延之前,研究了温度因素对金刚石生长表面形貌的影响,研究表明适宜金刚石同质外延的温度范围非常窄,在1030℃左右;温度低于920℃,大尺寸的金刚石单晶颗粒就很难得到,二次形核现象变的很严重。在实验得出的优化温度条件下,对表面有缺陷的天然金刚石进行了同质外延生长,用扫描电子显微镜(SEM)观察发现,原来金刚石表面的裂缝被修复,外延生长速率达到10.3μm/h。 展开更多
关键词 同质外延 金刚石 微波等离子体化学气相沉积
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氧等离子体刻蚀CVD金刚石膜的影响机理 被引量:4
7
作者 潘鑫 马志斌 +3 位作者 李国伟 曹为 王传新 付秋明 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期243-247,共5页
采用电子回旋共振(ECR)等离子体在不同的磁场位形和工作气压下刻蚀化学气相沉积(CVD)金刚石膜,运用双探针和离子灵敏探针法对等离子体进行了诊断,研究了等离子体参数对刻蚀效果的影响。结果表明:磁场由发散场向收敛场转变时,离子温度、... 采用电子回旋共振(ECR)等离子体在不同的磁场位形和工作气压下刻蚀化学气相沉积(CVD)金刚石膜,运用双探针和离子灵敏探针法对等离子体进行了诊断,研究了等离子体参数对刻蚀效果的影响。结果表明:磁场由发散场向收敛场转变时,离子温度、电子温度和等离子体密度都随之增大,刻蚀效果逐渐增强;当工作气压由低气压向高气压变化时,等离子体参数先增大后减小,CVD金刚石膜表面粗糙度降低程度也出现了相同的趋势。 展开更多
关键词 刻蚀 CVD金刚石 等离子体参数 ECR等离子体
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ECR等离子体刻蚀增强机械抛光CVD金刚石 被引量:4
8
作者 潘鑫 马志斌 +2 位作者 高攀 李国伟 曹为 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期174-178,共5页
采用电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀与机械抛光相结合的方法抛光化学气相沉积(CVD)金刚石,运用扫描电镜、Raman光谱观察、分析了刻蚀与抛光后金刚石的表面形貌和质量变化,并与单纯的机械抛光相比较,研究了等离子体刻蚀对后续机械抛光的... 采用电子回旋共振(ECR)等离子体刻蚀与机械抛光相结合的方法抛光化学气相沉积(CVD)金刚石,运用扫描电镜、Raman光谱观察、分析了刻蚀与抛光后金刚石的表面形貌和质量变化,并与单纯的机械抛光相比较,研究了等离子体刻蚀对后续机械抛光的影响,结果发现:金刚石经ECR等离子体刻蚀后非晶碳含量有一定程度降低,刻蚀过程在金刚石晶面形成的疏松表面有利于机械抛光,金刚石表面平均粗糙度更加快速降低。对比实验表明等离子体刻蚀对机械抛光前期的抛光效率的增强效果更为明显,在ECR等离子体刻蚀后的金刚石样品经10min机械抛光后粗糙度从7.284下降到1.054μm,而直接机械抛光30min时金刚石的表面粗糙度为1.133μm,在机械抛光的初始阶段,等离子体刻蚀后的机械抛光效率是单纯机械抛光效率的3倍。最终,经过三次重复刻蚀后机械抛光,金刚石表面粗糙度降为0.045μm。 展开更多
关键词 刻蚀 机械抛光 电子回旋共振等离子体 化学气相沉积金刚石
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等离子体技术——一种处理废弃物的理想方法 被引量:12
9
作者 满卫东 吴宇琼 谢鹏 《化学与生物工程》 CAS 2009年第5期1-5,共5页
等离子体环保技术随当今世界环境问题的日益严峻而得到迅速发展。简单介绍了等离子体的相关概念及其处理"三废"的机理,对国内外利用等离子体技术处理各种废弃物的研究现状进行了分析,指出等离子体技术是处理废弃物最有效的方... 等离子体环保技术随当今世界环境问题的日益严峻而得到迅速发展。简单介绍了等离子体的相关概念及其处理"三废"的机理,对国内外利用等离子体技术处理各种废弃物的研究现状进行了分析,指出等离子体技术是处理废弃物最有效的方法之一。 展开更多
关键词 等离子体技术 三废 降解 废物处理 污染物控制
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微波等离子体CVD法制备金刚石薄膜涂层钻头 被引量:2
10
作者 谢鹏 汪建华 +2 位作者 满卫东 王传新 孙蕾 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第S2期309-311,318,共4页
在微波等离子体CVD中,在直径为0.8mm硬质合金钻头上进行沉积金刚石涂层的研究。在沉积前,用硝酸(HNO3:H2O=1:4)腐蚀60s,以去除表面的Co。在金刚石涂层沉积过程中,钻头尖端在微波电磁场中产生辉光放电现象,导致钻头尖端刃部很难获得金刚... 在微波等离子体CVD中,在直径为0.8mm硬质合金钻头上进行沉积金刚石涂层的研究。在沉积前,用硝酸(HNO3:H2O=1:4)腐蚀60s,以去除表面的Co。在金刚石涂层沉积过程中,钻头尖端在微波电磁场中产生辉光放电现象,导致钻头尖端刃部很难获得金刚石涂层。通过使用金属丝屏蔽的方法改变钻头周围的微波电磁场分布,成功地采用微波等离子体CVD法在钻头上沉积出了金刚石涂层。用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散谱仪(EDS)和激光拉曼光谱对基体和薄膜进行了表征。结果表明,金刚石薄膜表面比较光滑,晶粒尺寸较小,涂层质量良好;在铝基复合材料上钻孔测试表明,薄膜的附着力也较高。 展开更多
关键词 金刚石涂层 钻头 微波等离子体化学气相沉积 硬质合金
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溴甲烷的等离子体发射光谱测量 被引量:2
11
作者 翁国峰 马志斌 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第12期3391-3394,共4页
利用脉冲射频空心阴极等离子体源激发含溴甲烷的工作气体产生等离子体,采用HR4000型高分辨力光谱仪测量了等离子体的发射光谱。通过光谱比较,在等离子体发射光谱图中得到了位于635.07,700.52nm的溴原子的特征峰,并实验研究了工作气压和... 利用脉冲射频空心阴极等离子体源激发含溴甲烷的工作气体产生等离子体,采用HR4000型高分辨力光谱仪测量了等离子体的发射光谱。通过光谱比较,在等离子体发射光谱图中得到了位于635.07,700.52nm的溴原子的特征峰,并实验研究了工作气压和溴甲烷密度对溴原子特征峰强度的影响。实验结果表明:在相同的溴甲烷密度下,溴原子的特征峰强度随气压的升高而降低;在相同的气压条件下,溴原子的特征峰强度随溴甲烷密度的升高而升高;溴甲烷密度测量的精度高于1g/m3。 展开更多
关键词 空心阴极 脉冲射频 等离子体发射光谱 溴甲烷 特征峰
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ECR等离子体刻蚀CVD金刚石膜的研究 被引量:1
12
作者 潘鑫 马志斌 吴俊 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 2013年第1期23-25,30,共4页
在自主设计的具有非对称磁镜场位形的ECR等离子体装置上进行CVD金刚石膜的刻蚀实验,研究了基片温度、工作气压和磁场位形三个工艺参数对刻蚀效果的影响。实验结果表明:通过此方法刻蚀的CVD金刚石膜,其晶粒顶端被优先刻蚀,表面粗糙度降... 在自主设计的具有非对称磁镜场位形的ECR等离子体装置上进行CVD金刚石膜的刻蚀实验,研究了基片温度、工作气压和磁场位形三个工艺参数对刻蚀效果的影响。实验结果表明:通过此方法刻蚀的CVD金刚石膜,其晶粒顶端被优先刻蚀,表面粗糙度降低。实际数据显示,刻蚀温度为20℃和150℃时,后者的刻蚀效果更好;工作气压为2×10-3Pa和3×10-2Pa时,前者的刻蚀效果更好;磁场强度为0.2T和0.15 T时,前者的刻蚀效果更强。 展开更多
关键词 ECR等离子体 CVD金刚石膜 刻蚀 基片温度 工作气压 磁场位形
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热丝CVD沉积金刚石薄膜时的等离子体空间分布研究
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作者 易成 王传新 +5 位作者 范咏志 代凯 马志斌 王升高 满卫东 吴超 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期2601-2606,共6页
采用热丝化学气相沉积(chemical vapordeposition,CVD)的方法,以丙酮为碳源生长金刚石薄膜时,利用等离子体发射光谱对生长过程中的等离子体空间分布进行了在线诊断。采用SEM,Raman光谱分别对沉积金剐石膜表面、断面的形貌和质量进行表... 采用热丝化学气相沉积(chemical vapordeposition,CVD)的方法,以丙酮为碳源生长金刚石薄膜时,利用等离子体发射光谱对生长过程中的等离子体空间分布进行了在线诊断。采用SEM,Raman光谱分别对沉积金剐石膜表面、断面的形貌和质量进行表征。光谱分析表明,对于线性阵列布丝情况下,中心区域与边缘区域的基团分布存在差异,中心区温度高,裂解能力强,基团强度高于两边,但中心区域基团特征峰强度的变化比等离子球平缓的多;距离热丝越远,热辐射减小,从丙酮分子中裂解出CH和CO等基团以及由原子H激发的H_β与H_α等强度降低,反而使得复合生成的C2基团增加。SEM测试结果表明,当丝基间距为4.5,5.5,6.5 mm时,所沉积的金刚石薄膜表面由致密规则晶面向混乱转变,且单位时间内的生长速率也依次降低,此外,Raman光谱表明随着纵向间距的加大,金刚石薄膜的质量随之降低。这与诊断结果中CH和CO强度的降低,C_2基团强度增加及基团C_2/H_α比强度下降相吻合。 展开更多
关键词 热丝CVD 金刚石薄膜 发射光谱 空间分布
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氧等离子体处理硬质合金表面对金刚石薄膜附着性能的影响
14
作者 邢文娟 汪建华 +2 位作者 王传新 皮华滨 余学超 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期689-693,698,共6页
本文采用微波氧等离子体刻蚀硬质合金基体表面,再利用热的浓碱溶液清除硬质合金表面所形成的氧化物,通过扫描电镜(SEM)观察了试样表面情况,并通过X射线能谱(EDAX)分析了硬质合金表面各成分变化情况。经过预处理的试样采用热丝化学气相沉... 本文采用微波氧等离子体刻蚀硬质合金基体表面,再利用热的浓碱溶液清除硬质合金表面所形成的氧化物,通过扫描电镜(SEM)观察了试样表面情况,并通过X射线能谱(EDAX)分析了硬质合金表面各成分变化情况。经过预处理的试样采用热丝化学气相沉积(HFCVD)金刚石薄膜,对所沉积出的金刚石薄膜采用SEM观察及压痕测试,发现经过氧等离子体处理的金刚石刀具较两步酸蚀法处理过的金刚石薄膜涂层,其附着性能有较大提高。 展开更多
关键词 氧等离子体 金刚石薄膜 硬质合金刀具 附着性能
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直流辉光氧等离子体刻蚀金刚石膜的研究 被引量:6
15
作者 郑先锋 马志斌 +3 位作者 张磊 王传新 满卫东 汪建华 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2007年第1期35-38,43,共5页
在直流辉光放电等离子体装置上,利用不同直流功率和工作气压下产生的氧等离子体对CVD金刚石厚膜的表面进行了刻蚀。利用扫描电子显微镜、Raman光谱和电子微量分析天平,分别对刻蚀前后金刚石膜表面的形貌、结构和刻蚀速率进行了观测。结... 在直流辉光放电等离子体装置上,利用不同直流功率和工作气压下产生的氧等离子体对CVD金刚石厚膜的表面进行了刻蚀。利用扫描电子显微镜、Raman光谱和电子微量分析天平,分别对刻蚀前后金刚石膜表面的形貌、结构和刻蚀速率进行了观测。结果发现:在工作气压一定时,刻蚀速率随着直流功率的增加而增大,并且刻蚀由各向同性逐渐转变为各向异性。在直流功率一定时,工作气压的降低会导致刻蚀速率的增加,并且刻蚀由各向同性转变为各向异性。但过高的直流功率会导致金刚石膜表面沉积出无定形碳。基于实验研究结果和相关基本理论建立了刻蚀模型,并根据模型得到了影响刻蚀的主要原因在于等离子体中的电子温度和金刚石膜的悬浮鞘电位。 展开更多
关键词 金刚石膜 刻蚀 直流辉光放电薄 氧离子体
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高功率微波等离子体对单晶金刚石同质外延生长的影响 被引量:3
16
作者 张青 翁俊 +4 位作者 刘繁 李廷垟 汪建华 熊礼威 赵洪阳 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期364-373,398,共11页
目的为了优化单晶金刚石大批量生长的等离子体环境,研究高功率微波等离子体环境对单晶金刚石外延生长层的影响。方法利用实验室自主研发的915 MHz–MPCVD装置,在20~35 kW高功率微波馈入的条件下,具体研究了高功率等离子体环境中甲烷浓... 目的为了优化单晶金刚石大批量生长的等离子体环境,研究高功率微波等离子体环境对单晶金刚石外延生长层的影响。方法利用实验室自主研发的915 MHz–MPCVD装置,在20~35 kW高功率微波馈入的条件下,具体研究了高功率等离子体环境中甲烷浓度、微波功率及基片温度对单晶金刚石外延生长层的影响。利用光学显微镜、激光拉曼光谱及光致发光光谱对所生长的单晶金刚石进行形貌质量表征,利用等离子体发射光谱对高功率微波等离子体环境进行诊断。结果在馈入25 kW的微波功率时,将甲烷的体积分数从6%下降至3%,可以使单晶金刚石更易于出现层状生长结构;保持甲烷体积分数为3%,将微波功率从25 kW提高到35 kW,可以进一步优化单晶金刚石生长的层状结构,提高单晶金刚石的生长质量和生长速率;保持微波功率为35 kW,当甲烷体积分数为3%时,将基片温度从800℃提高到1210℃可以明显提高单晶金刚石的生长速率,但会易于引入非金刚石相;保持甲烷体积分数为3%,将微波功率提高到35 kW,可以在等离子体中激发更多有利于金刚石快速生长的含碳活性基团;当微波功率为35 kW、甲烷体积分数为3%、基片温度为950℃时,单晶金刚石的生长速率可达25.6μm/h,且单晶金刚石的质量及颜色较好。结论在高功率等离子体环境中,即使在相对较低的甲烷浓度下,通过大幅度提高微波功率也可以有效活化含碳基团,在等离子体中产生有利于单晶金刚石高质量高速生长的活性基团;基片温度对单晶金刚石中的非金刚石相及颜色具有显著影响,在微波功率为35 kW、甲烷体积分数为3%的情况下,将基片温度控制在950℃附近,可以有效抑制非金刚石相的生成。 展开更多
关键词 单晶金刚石 微波等离子体 化学气相沉积 高功率 高速率
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Ar对微波等离子体CVD单晶金刚石生长的影响 被引量:4
17
作者 林晓棋 满卫东 +2 位作者 吕继磊 张玮 江南 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期337-341,共5页
采用自主研发的5 k W不锈钢谐振腔式MPCVD设备,在Ar/H2/CH4气氛下,保持总气压与CH4气流量不变,研究了不同Ar/H2比例对单晶金刚石生长速度和晶体质量的影响。通过拉曼光谱与高分辨率XRD摇摆曲线,从生长速度与生长质量两点对所得样品进行... 采用自主研发的5 k W不锈钢谐振腔式MPCVD设备,在Ar/H2/CH4气氛下,保持总气压与CH4气流量不变,研究了不同Ar/H2比例对单晶金刚石生长速度和晶体质量的影响。通过拉曼光谱与高分辨率XRD摇摆曲线,从生长速度与生长质量两点对所得样品进行分析。结果表明,适量Ar的存在能够显著提高单晶金刚石的生长速度,并且不损害金刚石的晶体质量。当Ar/H2=30%时,生长速度最高,为35μm/h。随着Ar/H2比例的进一步增加,单晶金刚石的结晶质量会有所下降,Ar/H2比例过高则会严重破坏单晶金刚石的生长。 展开更多
关键词 MPCVD 单晶金刚石 AR
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高功率微波等离子体环境下甲烷浓度对金刚石膜的影响 被引量:5
18
作者 罗凯 汪建华 +1 位作者 余军火 翁俊 《化工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第A02期505-511,共7页
在实验室自制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置中,分析了高功率微波等离子体环境中甲烷浓度对金刚石膜生长的影响。利用等离子体发射光谱诊断分析高功率微波等离子体放电环境的特征,同时利用SEM及Raman光谱对不同沉积条件下获得的... 在实验室自制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置中,分析了高功率微波等离子体环境中甲烷浓度对金刚石膜生长的影响。利用等离子体发射光谱诊断分析高功率微波等离子体放电环境的特征,同时利用SEM及Raman光谱对不同沉积条件下获得的金刚石膜的形貌及质量进行表征,以确定高功率微波等离子体环境下金刚石膜生长的最优甲烷浓度范围。实验表明在保持微波功率为5000W,CH_4/H_2≤1%时,金刚石膜中二次形核现象明显,晶粒尺寸较小;CH_4/H_2≥2.5%时,金刚石膜可获得较大的晶粒,但易于产生孪晶体;CH_4/H_2=1.5%~2%时,可获得晶粒完整且质量较高的金刚石膜。 展开更多
关键词 甲烷 高微波功率 微波等离子体 化学气相沉积
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等离子体技术在提高硬质合金工具上金刚石薄膜附着力方面的应用 被引量:4
19
作者 王传新 汪建华 +2 位作者 马志斌 满卫东 王升高 《金刚石与磨料磨具工程》 CAS 北大核心 2005年第2期10-13,17,共5页
金刚石薄膜具有优异的性能,作为切削工具表面的保护性涂层,可以大幅度提高工具的使用寿命以及加工精度。硬质合金是一种广泛使用的工具材料,在其表面沉积高附着力的金刚石薄膜时存在着困难。等离子体中离子、原子或分子具有高的反应活性... 金刚石薄膜具有优异的性能,作为切削工具表面的保护性涂层,可以大幅度提高工具的使用寿命以及加工精度。硬质合金是一种广泛使用的工具材料,在其表面沉积高附着力的金刚石薄膜时存在着困难。等离子体中离子、原子或分子具有高的反应活性,等离子体技术在金刚石薄膜的制备中有着广泛应用。利用等离子体技术可以极大的消除因金刚石薄膜与硬质合金基体之间存在热应力以及由硬质合金中的钴粘结剂在化学气相沉积金刚石薄膜过程中的促石墨化作用而产生的不利影响,提高金刚石薄膜与硬质合金基底之间附着力。本文综述了等离子体技术在提高硬质合金工具表面金刚石薄膜附着力方面的研究进展。 展开更多
关键词 金刚石薄膜 等离子体 硬质合金 附着力
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MPCVD中双基片结构对等离子体的影响研究 被引量:2
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作者 丁康俊 马志斌 +2 位作者 黄宏伟 宋修曦 任昱霖 《真空科学与技术学报》 CSCD 北大核心 2017年第5期488-493,共6页
在传统的波导耦合微波等离子体化学气相沉积装置中引入双基片结构,测量了金刚石沉积过程中的等离子体发射光谱,通过与单基片结构对比,比较研究了双基片对微波等离子体参数的影响。研究表明:在相同金刚石沉积参数下,双基片结构相比于单... 在传统的波导耦合微波等离子体化学气相沉积装置中引入双基片结构,测量了金刚石沉积过程中的等离子体发射光谱,通过与单基片结构对比,比较研究了双基片对微波等离子体参数的影响。研究表明:在相同金刚石沉积参数下,双基片结构相比于单基片结构下等离子体基团强度更高。其中H_α基团强度远高于单基片台下H_α基团强度;随着甲烷浓度的增加,双基片结构下C_2基团强度上升更加显著,且在相同条件下,双基片结构下C_2与H_α的比值更小,有利于提高金刚石膜的质量。此外,双基片结构下等离子体电子温度较低且随气压的上升而进一步降低。 展开更多
关键词 化学气相沉积 发射光谱 金刚石膜 新型MPCVD装置
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