發(fā)布時間：2022-01-26 05:59

　　本文對微波等離子體化學氣相沉積法同質(zhì)外延生長的單晶金剛石進行了應力分析,同時對無裂紋大尺寸單晶金剛石的制備作出了比較深入的研究。具體研究內(nèi)容包括以下兩個方面:1、種晶溫度、氮氣的摻入以及不同種晶質(zhì)量對同質(zhì)外延生長單晶金剛石應力的影響。主要分析了種晶溫度對同質(zhì)外延生長單晶金剛石的拉曼峰位、等離子體中各基團濃度的影響,探究了缺陷點的產(chǎn)生對單晶金剛石應力的影響;其次研究了氮氣的摻入對其單晶金剛石生長的影響;最后進行了不同質(zhì)量的種晶同質(zhì)外延生長前后的對比。結(jié)果發(fā)現(xiàn):種晶溫度對等離子體中基團濃度幾乎沒有影響,在700-720℃范圍內(nèi)同質(zhì)外延生長單晶金剛石質(zhì)量較差,拉曼峰的偏移較大,內(nèi)部石墨相的生成導致單晶金剛石產(chǎn)生應力,總應力以拉應力的形式呈現(xiàn),870-890℃范圍同質(zhì)外延生長的單晶金剛石質(zhì)量較好,拉曼峰的偏移也比較大,無石墨峰出現(xiàn),但金剛石表面出現(xiàn)了明顯的多晶點,多晶點的產(chǎn)生導致局部區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生應力集中現(xiàn)象,使得單晶金剛石產(chǎn)生裂紋,總應力以拉應力形式呈現(xiàn),770-830℃范圍內(nèi)能同質(zhì)外延出無裂紋高質(zhì)量的單晶金剛石,拉曼峰的偏移較小,總應力相對其它溫度區(qū)間要小,以壓應力形式呈現(xiàn)。隨著氮氣濃度的增加... 

【文章來源】：武漢工程大學湖北省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

金剛石的晶胞結(jié)構(gòu)

武漢工程大學碩士學位論文金剛石則為無色晶體。從晶體結(jié)構(gòu)上看（如圖 1-1），金剛石是典型原子晶體且屬于面心立方等軸晶系，當 C 原子構(gòu)成金剛石時，每C原子的4個價電子是以SP3雜化的方式形成四個完全等同的原子道（如圖 1-2），與相鄰的 4 個 C 原子形成共價單鍵，這樣就由 5 C 原子構(gòu)成了正四面體結(jié)構(gòu)單元，鍵角為 109°28″且鍵長相等，其4個碳原子位于正四面體的頂點，1 個C原子位于正四面體的中心。

導發(fā)展的時代，保護導彈引頭內(nèi)部頭罩的制作成為目前不可或鍵技術(shù)之一，其性能直接決定了導彈的戰(zhàn)斗性能和命中精度D 金剛石成為一種有限選擇的材料，如圖 1.3 所示。金剛石還廣于激光光學元件，如 CO2激光器（圖 1.4）、光學窗口[16]、光系統(tǒng)（分束器和布魯斯特窗）、VCSEL（垂直腔面發(fā)射激光器曼激光器的輸出耦合器和出射窗。以 CO2激光器為例，金剛石使 CO2激光器實現(xiàn)最高功率，且不會因熱透鏡效應損失光束表 1.2 金剛石的光學性質(zhì)光學性能 參數(shù)折射率 2.34-2.41（590nm）光學吸收邊 在 8μm 處有弱吸收光學透過范圍 從紫外直至遠紅外（雷達波）

【參考文獻】：
期刊論文
[1]單晶金剛石制備研究進展[J]. 周祥,汪建華,熊禮威,李偉.  硬質(zhì)合金. 2012(03)
[2]同質(zhì)外延單晶CVD金剛石的研究進展[J]. 朱金鳳,滿衛(wèi)東,呂繼磊,匡巧,汪建華.  金剛石與磨料磨具工程. 2011(04)
[3]激光拉曼光譜法測定金剛石復合片殘余應力[J]. 徐國平,尹志民,陳啟武,徐根.  中南大學學報(自然科學版). 2010(04)
[4]掃描電鏡在棉織物酶處理檢測中的應用[J]. 宋娟,李國高,劉薇,鄒劍鋒.  廣西紡織科技. 2009(04)
[5]CVD金剛石應用前景探討[J]. 談耀麟.  超硬材料工程. 2009(04)
[6]直流電弧等離子體噴射在金剛石膜制備和產(chǎn)業(yè)化中的應用[J]. 呂反修,唐偉忠,李成明,宋建華,黑立富.  金屬熱處理. 2008(01)
[7]金剛石薄膜殘余應力的X射線透射測量法[J]. 朱宏喜,毛衛(wèi)民,馮惠平.  物理測試. 2005(06)
[8]寬禁帶半導體金剛石[J]. 李發(fā)寧,張鶴鳴,戴顯英,朱國良,呂懿.  電子科技. 2004(07)
[9]金剛石膜的性質(zhì)、應用及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀[J]. 顧長志,金曾孫.  功能材料. 1997(03)
[10]化學汽相沉積金剛石生長表面氫原子覆蓋率的研究[J]. 張亞菲,陳光華.  物理學報. 1996(03)

博士論文
[1]CVD金剛石單晶生長及金剛石晶體管的研究[D]. 成紹恒.吉林大學 2012
[2]大尺寸高質(zhì)量金剛石厚膜制備及氮摻雜對金剛石膜生長的影響研究[D]. 李明吉.吉林大學 2006

碩士論文
[1]MPCVD法生長單晶金剛石的研究[D]. 嚴壘.武漢工程大學 2014
[2]CVD合成鉆石的寶石學特征、鑒定和應用前景[D]. 范澄興.中國地質(zhì)大學（北京） 2013
[3]鉭薄膜電阻的制備及性能研究[D]. 夏豐金.湖南大學 2009
[4]氧化鈹基HFCVD金剛石薄膜及其熱性能的研究[D]. 方梅.中南大學 2008



本文編號：3609949