編號(hào)：NMJS02825
篇名：GPCVD法低溫合成納米金剛石薄膜
作者：葛大勇； 趙慶勛； 楊保柱； 何雷；
關(guān)鍵詞：納米； 金剛石薄膜； 輝光等離子體輔助熱絲化學(xué)氣相沉積法；
機(jī)構(gòu)： 河北大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院；
摘要： 為了在低溫襯底(<500℃)上制備出高品質(zhì)納米金剛石薄膜,使用輝光等離子體輔助熱絲化學(xué)氣相沉積法,用甲烷、高純氫為源氣體,P型Si(100)為襯底材料,在低溫條件下合成了納米金剛石薄膜,利用Langmuir探針對(duì)合成過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)原位診斷,研究了電子溫度Te和電子密度ne的空間變化規(guī)律,探討薄膜生長機(jī)理。對(duì)所合成的樣品,利用掃描電子顯微鏡、Raman光譜儀、X射線衍射進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,實(shí)驗(yàn)所得樣品為高品質(zhì)、結(jié)晶完善、表面光滑的納米金剛石薄膜,SEM形貌表明薄膜中晶粒的粒度為40～90 nm,Raman光譜在1 331.5 cm-1處出現(xiàn)了金剛石的(111)特征聲子峰。XRD譜在2θ=43.907、5.30處出現(xiàn)了金剛石的(111)(、220)特征衍射峰。實(shí)驗(yàn)得出了低溫合成納米金剛石薄膜的最佳工藝條件:①甲烷體積百分比濃度為0.6%;②反應(yīng)室氣壓為5 kPa;③氣體流量在1 100～1 300 mL/min范圍內(nèi)成核密度較高,并以(100)(、111)面為主,晶粒的平均粒度小于100 nm;在流量為1 300 mL/min時(shí),晶粒的生長表現(xiàn)為一定的定向生長。
