甲烷浓度对CVD金刚石薄膜晶体学生长过程的影响

无机材料学报, 2007, 22(3): 570-576. doi: 10.3321/j.issn:1000-324X.2007.03.039

甲烷浓度对CVD金刚石薄膜晶体学生长过程的影响

朱宏喜 ^1, , 毛卫民 ^2, , 冯惠平 ^3, , 吕反修 ^4, , Vlasov I I ^5, , Ralchenko V G ^6, , Khomich A V ^7,

1.北京科技大学,材料学系,北京,100083

2.北京科技大学,材料学系,北京,100083;北京科技大学,新金属材料国家重点实验室,北京,100083

3.北京科技大学,材料学系,北京,100083

4.北京科技大学,材料学系,北京,100083;北京科技大学,功能材料研究所,北京,100083

5.General Physics Institute,Russia Academy of Sciences,Moscow 119991 Russia

6.General Physics Institute,Russia Academy of Sciences,Moscow 119991 Russia

7.Institute of Radio Engineering & Electronics,Russia Academy of Sciences,Fryazino 141190 Russia

基金项目: 国家自然科学基金(50372007)

关键词：金刚石薄膜 , 织构 , 晶体生长 , 表面形貌组织

Influence of Methane Concentration on Crystal Growing Process in CVD Free Standing Diamond Films

采用X射线衍射技术、电子背散射衍射技术和扫描电镜分别观察了不同甲烷浓度条件下沉积的CVD自支撑金刚石薄膜的宏观织构、微区晶界分布和表面形貌.研究了金刚石晶体{100}面和{111}面生长的晶体学过程.研究表明,{100}面通过吸附活性基团CH22-,而{111}面通过交替吸附活性基团CH3-和CH3-后脱氢堆积碳原子.低甲烷浓度时,{111}面表面能低于{100}面,使{111}面生长略快于{100}面.甲烷浓度升高,动力学作用增强使{100}面生长明显快于{111}面,使金刚石薄膜产生{100}纤维织构;同时显露的{100}面平行于薄膜表面,竞争生长使位于晶体侧面的{111}面由于相互覆盖而减小,形成了不同于单晶体自由生长的薄膜表面形貌组织.

参考文献

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