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用微波等离子体化学气相沉积法（MPCVD）在氧化铝陶瓷衬底上成功地制备出具有[100] 织构的金刚石薄膜，并对该薄膜进行了X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和Raman光谱分析。由于氦原子具有高的电离能，因此本工作在反应气氛中引入了少量的氦，以提高氢等离子体的刻蚀效率。实验结果表明，少量氦气的引入促进了等离子体对非（100）面的选择性刻蚀，从而也有利于金刚石薄膜的[100]织构生长。

关键词: MPCVD , 氧化铝衬底 , [100]－织构 , 氦增强刻蚀

氢等离子体处理对类金刚石膜场发射性能的影响

赵立新 , 彭鸿雁 , 陈玉强 , 罗玉杰 , 陈宝玲 , 徐闰 , 黄健 , 王林军 , 夏义本 , 金曾孙

新型炭材料

采用大功率、高重复频率、准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石膜,研究了直流辉光氢等离子体处理对类金刚石膜的场发射性能的影响.结果表明:氢等离子体处理后,类金刚石膜的场发射性能明显提高,其发射阈值电场由26 V/μm下降到19 V/μm.氢等离子体刻蚀除去了类金刚石膜生长表面的富含石墨的薄层,露出的新表面具有较低的功函数;膜表面的悬键被氢原子饱和,进一步降低了电子亲和势,改善了膜的场发射性能.

关键词: 类金刚石膜 , 氢等离子体处理 , 场发射

CuPc/C_(60)薄膜太阳能电池的制备及膜厚对其光电性能的影响

周文静 , 史伟民 , 伍丽 , 李爱民 , 唐健敏 , 秦娟 , 王林军 , 夏义本

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2009.05.016

本文采用CuPc作为电子给体,C_(60)作为电子受体制备了ITO/CuPc/C_(60)/Al异质结太阳能电池.实验表明器件中活性层(CuPc/C_(60))对太阳能电池的光电性能有很大的影响.主要原因是有机物的激子扩散长度大约是十几纳米左右,产生的激子大多数在未到达异质结之前就已经复合.本文讨论了活性层(CuPc/C_(60))的厚度比,并获得其最优比例.

关键词: 有机太阳能电池 , 酞菁铜 , 富勒烯 , 厚度

碲锌镉晶片机械研磨和机械抛光工艺研究

彭兰 , 王林军 , 闵嘉华 , 张继军 , 陈军 , 梁小燕 , 严晓林 , 夏义本

功能材料

研究了碲锌镉(CZT)晶片表面的机械研磨和机械抛光工艺.采用不同粒度的Al2O3磨料对CZT晶体表面进行机械研磨和机械抛光,并研究了工艺参数变化对CZT晶体表面质量、粗糙度、研磨速度和抛光速度的影响.结果表明,机械研磨采用粒度2.5μm的Al2O3磨料,最佳的研磨压力和研磨盘转速分别为120g/cm.和75r/min,研磨速度为1μm/min;机械抛光采用粒度0.5μm的Al2O3抛光液,最佳的抛光液浓度为6.5%(质量分数),抛光速度为0.28μm/min.AFM测试得到机械研磨后晶片表面粗糙度Ra值为13.83nm,机械抛光4h后,Ra降低到4.22nm.

关键词: 碲锌镉 , 机械研磨 , 机械抛光 , 研抛速度 , 粗糙度

系统压强对微波等离子体化学气相沉积金刚石成核的影响

王志明 , 夏义本 , 杨莹 , 方志军 , 王林军 , 居建华 , 张伟丽 , 范轶敏

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.026

为了在氧化铝上制备(100)定向织构的金刚石薄膜，必须先提高金刚石的成核密度。在微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）系统中，采用低压成核的方法，在氧化铝陶瓷上沉积出高成核密度的金刚石薄膜。扫描电镜显示其成核密度可达108cm－2。在此基础上，沉积出（100）织构的金刚石薄膜。

关键词: MPCVD , 金刚石膜 , 氧化铝 , 气体压力 , 成核密度

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱研究

居建华 , 夏义本 , 张伟丽 , 王林军 , 史伟民 , 黄志明 , 李志锋 , 郑国珍 , 汤定元

功能材料

采用功率密度分别为300、750和1500W/mm2的氩离子激光器,对由射频等离子化学气相沉积(RF-CVD)法制备的掺氮类金刚石薄膜进行了激光退火处理.并用傅立叶红外吸收光谱和显微Raman等手段,对所得样品进行了研究.结果表明:C-N键比C-H键更为稳定,一方面氮原子的引入制约了C-H键的生成,在激光退火中减少了因C-H键分解而引起薄膜的石墨化;另一方面生成的C-N键不易受热分解;因此随着氮含量的增加,薄膜中C-N成分增加,从而提高了类金刚石薄膜的热稳定性.

关键词: 类金刚石薄膜 , 激光退火 , 拉曼光谱 , 热稳定性

掺氮类金刚石薄膜激光退火的Raman光谱分析

居建华 , 夏义本 , 张伟丽 , 王林军 , 史伟民 , 黄志明 , 李志锋 , 郑国珍 , 汤定元

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2001.03.010

采用显微拉曼光谱研究了掺氮的类金刚石薄膜,该薄膜分别经过能量密度为300,750和 1500W/mm2氩离子激光的退火处理。分析结果表明氮原子在类金刚石薄膜中形成了C－N键制约了C－H键的形成。由于C－N键的键能比C－H键的键能大得多，因此在激光退火过程中C－N 键不易分解。所以随着氮含量的增加，类金刚石薄膜的激光退火后石墨化程度明显降低，具有比较好的热稳定性。而非掺氮的类金刚石薄膜由于C－H键含量比较高，因此激光退火后容易石墨化。

关键词: 类金刚石薄膜 , 激光退火 , 拉曼光谱 , 热稳定性

[100]金刚石薄膜的辐照响应特性研究

任玲 , 王林军 , 苏青峰 , 刘健敏 , 徐闰 , 彭鸿雁 , 史伟民 , 夏义本

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.04.011

采用热丝辅助化学气相沉积(HFCVD)方法生长得到25μm厚的[100]取向金刚石膜,用以制备辐射探测器.在100 V偏压下,测得暗电流为16.1 nA,55Fe X射线(5.9 keV)和241Am α粒子(5.5 MeV)辐照下的净光电流分别为15.9nA和7.0nA.光电流随时间的变化先快速增加随后由于"pumping"效应逐渐达到稳定.X射线和α粒子辐照下的平均电荷收集效率分别为45%和19%,并由Hecht理论计算得到对应的电荷收集距离为11.25μm和4.75μm.

关键词: 金刚石膜 , 辐射探测器 , 光电流 , 电荷收集效率

多层式金刚石薄膜的制备工艺研究

阮建锋 , 夏义本 , 王林军 , 刘健敏 , 蒋丽雯 , 崔江涛 , 苏青峰 , 史伟民

功能材料与器件学报 doi:10.3969/j.issn.1007-4252.2006.02.003

利用热丝化学气相沉积(HFCVD)技术,通过逐次调整气压、碳源浓度等生长参数,沉积了晶粒尺寸逐层减小的多层式金刚石薄膜.场发射扫描电镜(FE-SEM)和原子力显微镜(AFM)测试显示其表层晶粒平均尺寸约为20nm,厚度和表面平均粗糙度分别为35.81μm和18.8nm(2μm×2μm),皆能满足高频声表面波器件用衬底的要求.实验结果表明,多层式生长方法是制备声表面波器件用金刚石衬底的理想方法.

关键词: 纳米金刚石 , HFCVD , 表面粗糙度 , 声表面波