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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

大功率准分子激光制备类金刚石膜及场发射性能

赵立新 , 彭鸿雁 , 陈玉强 , 陈宝玲 , 徐闰 , 黄健 , 王林军 , 夏义本 , 王惟彪

液晶与显示 doi:10.3969/j.issn.1007-2780.2008.05.018

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,研究了激光功率密度和重复频率对类金刚石膜的结构及场发射性能的影响.保持重复频率不变,提高激光功率密度可提高膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能;在最佳激光功率密度下,当重复频率由200 Hz提高到500 Hz,膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能先提高,后降低,在300 Hz时达到最佳.在300 Hz重复频率、1010W/cm2激光功率密度下.膜的发射阈值电场为26 V/μm,在34 V/μm的电场下测得电流密度为14μA/cm2.根据类金刚石膜的场发射机理对上述结果进行了分析解释.

关键词: 脉冲激光沉积 , 类金刚石膜 , 场发射

硼掺杂对直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性的影响

吕江维 , 冯玉杰 , 彭鸿雁 , 陈玉强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00607

采用直流热阴极CVD法以B(OCH₃)₃为掺杂剂制备了硼掺杂金刚石薄膜，利用等离子体发射光谱、SEM、Raman和XRD研究了硼掺杂对金刚石薄膜生长特性的影响，通过与未掺杂金刚石薄膜的对比发现：在直流热阴极CVD系统中，低浓度硼掺杂条件下能够长时间维持稳定的辉光放电. 掺硼后辉光等离子体活性基团（H_α、H_β、C₂、CH）的种类没有改变，但C2基团的浓度升高，而CH基团的浓度下降，薄膜的生长速率提高到0.65mg·cm^-2·h^-1. 硼掺杂金刚石薄膜为多晶薄膜，晶体生长良好，取向以（111）晶面为主，质量较未掺杂薄膜有所提高. 硼原子以取代或填隙的方式掺杂进入金刚石晶格，没有破坏金刚石晶体结构.

关键词: 金刚石 , hot cathode DC , chemical vapor deposition (CVD) , boron doping

直流热阴极PCVD法间歇生长模式制备金刚石膜

姜宏伟 , 黄海亮 , 贾相华 , 尹龙承 , 陈玉强 , 彭鸿雁

新型炭材料

采用直流热阴极PCVD( Plasma chemical vapor deposition)法间歇生长模式制备金刚石膜,通过加入周期性的刻蚀阶段清除金刚石膜在一定生长期中形成的石墨和非晶碳等杂质,实现了金刚石膜生长的质量调控.间歇式生长过程分为沉积阶段和刻蚀阶段,两个阶段交替进行.采用Raman光谱、SEM和XRD对所制金刚石膜的品质进行了表征,并与同样生长条件下连续生长模式制备的金刚石膜样品进行了比较.结果表明,当单个生长周期为30m in(沉积时间为20 min、刻蚀时间为10min)时,直流热阴极PCVD法间歇生长模式制备的金刚石膜中的非金刚石相杂质含量低于连续间歇生长模式制备的金刚石膜.

关键词: 直流热阴极 , CVD , 间歇生长模式 , 金刚石膜

直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性研究

吕江维 , 冯玉杰 , 彭鸿雁 , 陈玉强

材料科学与工艺

为了获得高质量的金刚石薄膜,采用直流热阴极化学气相沉积系统分别在不同基片温度和不同碳源气体含量条件下生长金刚石薄膜,利用Raman光谱、SEM和XRD检测方法研究了基片温度和碳源气体含量对金刚石薄膜生长特性的影响.结果表明,金刚石薄膜与基片Mo之间有Mo2C的过渡层存在;1000℃的温度能够促进金刚石晶体的生长,抑制其他碳杂质的形成,CH4体积分数为2%适于快速生长高纯度的金刚石薄膜.

关键词: 金刚石 , 直流热阴极 , 化学气相沉积

间歇生长模式高甲烷浓度制备纳米金刚石膜

姜宏伟 , 彭鸿雁 , 陈玉强 , 祁文涛 , 王军 , 曲晏宏

材料导报

采用直流热阴极PCVD技术,经过生长温度的周期性调整,达到清除多余游离碳和刻蚀非金刚石相的目的,实现了在高甲烷浓度条件下制备纳米金刚石膜.金刚石膜的生长过程分为沉积阶段和刻蚀去除阶段,沉积时间为15min,刻蚀时间为5min,生长周期为20min,总的沉积时间为6h.采用拉曼光谱仪、SEM和XRD分析仪对样品进行了分析,结果显示样品具有纳米金刚石膜的基本特征.研究表明,在高甲烷浓度条件下,直流热阴极PCVD间歇生长模式可有效去除生长腔内的游离碳成分,实现正常放电激励,维持正常生长,制备出纳米金刚石膜.

关键词: 直流热阴极PCVD , 高甲烷浓度 , 纳米金刚石膜 , 间歇式

直流热阴极CVD法中硼酸三甲酯流量对掺硼金刚石膜制备的影响

祁文涛 , 彭鸿雁 , 陈玉强 , 姜宏伟 , 王明磊 , 尹龙承

材料导报

采用直流热阴极CVD方法,以液态硼酸三甲酯为硼源,在P型(100)硅基片上制备了掺硼金刚石(BDD)膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、激光拉曼光谱仪、X射线衍射仪(XRD)等方法对样品进行了表征,研究了其生长特性,并利用电榆运特性测试系统对其电阻率进行了测试.结果表明,随着硼酸三甲酯流量的增加,晶体的表面逐渐光滑平整、棱角清晰;掺硼金刚石膜的品质呈先上升后下降的趋势;电阻率呈先下降后达到平稳的趋势,最终达到约8.0×10-3Ω·cm.硼掺杂明显改变了金刚石晶体的组成结构.

关键词: 掺硼金刚石膜 , CVD , 直流热阴极

硼掺杂对直流热阴极CVD金刚石薄膜生长特性的影响

吕江维 , 冯玉杰 , 彭鸿雁 , 陈玉强

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00607

采用直流热阴极CVD法以B(OCH3)3为掺杂剂制备了硼掺杂金刚石薄膜,利用等离子体发射光谱、SEM、Raman和XRD研究了硼掺杂对金刚石薄膜生长特性的影响,通过与未掺杂金刚石薄膜的对比发现:在直流热阴极CVD系统中,低浓度硼掺杂条件下能够长时间维持稳定的辉光放电. 掺硼后辉光等离子体活性基团(Hα、Hβ、C2、CH)的种类没有改变,但C2基团的浓度升高,而CH基团的浓度下降,薄膜的生长速率提高到0.65mg·cm-2·h-1. 硼掺杂金刚石薄膜为多晶薄膜,晶体生长良好,取向以(111)晶面为主,质量较未掺杂薄膜有所提高. 硼原子以取代或填隙的方式掺杂进入金刚石晶格,没有破坏金刚石晶体结构.

关键词: 金刚石 , 直流热阴极 , 化学气相沉积 , 硼掺杂

泰山玉的产地特征及命名

程佑法 , 李建军 , 祝培明 , 范春丽 , 山广祺

人工晶体学报

泰山玉指产于山东省泰山西麓区域的蛇纹石质玉,常呈深色外观.将从泰山产出玉与泰山文化结合,直接命名为“泰山玉”,可最大限度地开发应用.关键要找出其区别于辽宁岫玉以及其它产地蛇纹石质玉的主要鉴定特征,确定其产地.分别测试了辽宁岫岩、甘肃酒泉及新疆等几个与泰山玉相似的玉石,得出泰山玉产地特征的关键检测项目为:(1)颜色:以暗色调的绿色为主.(2)放大检查:常伴有金星状反光包体、白色柱状包体,有黑色矿物包体.(3)X荧光光谱分析:金属元素主要为Fe、Ni、Cr、Mn等元素,其含量明显高于岫玉产品,并且Ni/Cr=2～4,其它产地的产品的比值接近于1.开展泰山玉检测实验室须配备参考样品.

关键词: 泰山玉 , 蛇纹石玉 , 产地特征 , 命名

《涂料及检测技术》（陈卫星、侯永刚、石玉编著）等

电镀与涂饰

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