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钨丝到基体表面距离对HFCVD金刚石薄膜质量的影响

赵齐 , 代明江 , 韦春贝 , 邱万奇 , 侯惠君

材料导报

以紫铜为基体,在紫铜上先采用磁控溅射技术镀一层金属铬,再以H2和CH4作为反应气体,采用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在铬过渡层上合成金刚石薄膜.利用X射线衍射(XRD)、激光拉曼光谱(Raman)、扫描电镜(SEM)分析薄膜的结构、成分和表面形貌,采用洛式硬度计压痕试验测量了膜基结合力,研究了钨丝-基体表面距离对金刚石薄膜质量的影响.研究发现:当钨丝-基体表面距离在5~9mm时,金刚石晶型很好,薄膜致密度较好,晶粒的平均尺寸为6~7μm,薄膜内应力为-2.15 GPa;当钨丝-基体表面距离在9~15 mm时,金刚石的晶型相对较好,但薄膜致密性不好,晶粒的平均尺寸为7~8 μm,薄膜内应力为-1.59 GPa;当钨丝-基体表面距离大于15mm后,金刚石的晶型较差,不能形成连续的金刚石薄膜,晶粒的平均尺寸为5~6μm,薄膜内应力约为0 GPa;铬过渡层不能有效提高金刚石薄膜与铜基体的结合力.

关键词: 金刚石薄膜 , 铬过渡层 , 钨丝-基体表面距离 , 热丝化学气相沉积

氩气浓度对热丝法化学气相沉积纳米金刚石膜的影响

任瑛 , 张贵锋 , 侯晓多 , 姜辛

机械工程材料

采用热丝化学气相沉积方法,以Ar+CH4+H2混合气体作为气源,通过改变氢气浓度,在单晶硅(100)基片上沉积纳米金刚石膜;采用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪和拉曼光谱仪等分析了纳米金刚石膜的形貌、微结构以及残余应力.结果表明:随着氩气浓度的增大,膜的晶粒尺寸逐渐减小到纳米级;由于晶粒细化导致膜内残余应力由拉应力变为压应力,并且压应力随氩气浓度的增大呈现先增大后减小的趋势;当氩气体积分数为98%时,即在贫氢的气氛中成功获得了平均晶粒尺寸为54 nm、均方根粗糙度约为14.7 nm的纳米金刚石膜.

关键词: 纳米金刚石膜 , 热丝化学气相沉积 , 氩气浓度

EA-HFCVD 沉积纳米金刚石膜的光致发光分析

祝雪丰 , 王林军 , 胡广 , 刘健敏 , 黄健 , 徐金勇 , 夏义本

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2007.05.007

采用电子辅助-热丝化学气相沉积法(EA-HFCVD)在硅片上沉积出晶粒尺寸为30 nm的均匀金刚石膜.生长过程中,预先加6 A偏流生长1 h,然后在0.8 kPa条件下,无偏流生长3 h.光致发光谱中存在4个发光中心分别位于1.682 eV, 1,564 eV, 1,518 eV和1.512 eV的发光峰.1.682 eV处发光峰源于衬底硅原子掺杂于膜中引起的缺陷;其他发光峰源于金刚石晶格振动声子.光致发光强度越大对应的缺陷密度越大,从而降低了场发射域值电场强度,其关键可能源于金刚石膜电导型晶界.

关键词: 光致发光 , 纳米金刚石膜 , 电子辅助-热丝化学气相沉积

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