強(qiáng)磁場下納米金剛石薄膜的制備技術(shù)項(xiàng)目通過驗(yàn)收
2008-06-03 13:41:24
由上海大學(xué)夏義本教授課題組承擔(dān)的強(qiáng)磁場下納米金剛石薄膜的制備技術(shù)項(xiàng)目通過市科委驗(yàn)收。
強(qiáng)磁場下熱絲CVD方法制備金剛石薄膜的研究在國內(nèi)外屬首創(chuàng)。利用強(qiáng)磁場有望克服常規(guī)方法制備金剛石薄膜苛刻工藝條件的限制，使得制備工藝簡單化，容易獲得金剛石薄膜的納米晶化、高度定向化和低溫生長化，有望實(shí)現(xiàn)低成本、大面積、高速率和高質(zhì)量金剛石薄膜的制備。
課題組開發(fā)強(qiáng)磁場下金剛石薄膜的納米晶化、高度定向化、低溫化生長技術(shù)，實(shí)現(xiàn)金剛石薄膜制備的低成本、大面積、高速生長；研制強(qiáng)磁場中金剛石膜熱絲化學(xué)氣相沉積（HFCVD）裝置樣機(jī)，為大規(guī)模應(yīng)用提供參考；探索強(qiáng)磁場下金剛石薄膜的生長機(jī)理。自行設(shè)計并建立了一套在強(qiáng)磁場中制備金剛石膜的HFCVD小型裝置，解決了強(qiáng)磁場下HFCVD裝置腔體冷卻難、磁場對電熱絲存在干擾等問題。該設(shè)備的研制成功和運(yùn)行開創(chuàng)了強(qiáng)磁場下金剛石薄膜制備研究的先河，并為今后金剛石的研究工作奠定了基礎(chǔ)。研究了磁場參數(shù)，沉積參數(shù)（沉積氣壓、碳源濃度，沉積溫度，加熱方式等）對金剛石薄膜性能的影響。獲得了強(qiáng)磁場下各工藝參數(shù)對金剛石薄膜晶粒度、表面粗糙度、定向化及生長速率的影響規(guī)律。通過優(yōu)化的工藝參數(shù)實(shí)現(xiàn)了金剛石薄膜的低溫、高速率（大于2.0μm/h）和定向（定向度大于95%）生長。獲得的金剛石薄膜晶粒尺寸小于50nm、粗糙度小于30nm。通過對強(qiáng)磁場下金剛石膜生長規(guī)律的系統(tǒng)研究，提出了強(qiáng)磁場下金剛石薄膜的成核機(jī)理和納米晶化、低溫化生長的機(jī)理，為獲得結(jié)構(gòu)和質(zhì)量容易控制的金剛石膜提供理論依據(jù)。
