CO2-CH4沉积气氛中金刚石膜晶粒尺寸的控制研究

摘要：

目的 在无氢气沉积环境中研究CO2与CH4的流量比对金刚石膜生长及晶粒尺寸的影响规律.方法采用MPCVD技术,通过调控CO2与CH4的流量比,可控性地制备得到不同结构特征的金刚石膜,通过SEM、XRD以及Raman光谱对金刚石膜进行表征分析,获得CO2与CH4的流量比对金刚石膜晶粒尺寸的影响规律.结果 在微波功率、沉积气压、基片温度和CH4流量分别为1.2 kW、7.0 kPa、850 ℃和50 mL/min的沉积环境下,当CO2流量为20和25 mL/min时,可制备得到纳米金刚石膜;当CO2流量为30和35 mL/min时,可制备得到微米金刚石膜;当CO2流量为67 mL/min时,可获得金刚石颗粒.在保持其他工艺条件不变时,通过调控微波功率分别为0.9、1.4和1.8 kW,金刚石膜的晶粒尺寸随CO2/CH4的变化可分为:纳米金刚石膜区(CO2/CH4<50%)、微米金刚石膜区(CO2/CH4>60%)及纳米-微米过渡区(50%<CO2/CH4<60%).结论 降低CO2与CH4流量比,有利于减小晶粒尺寸.

关键词：微米金刚石膜、纳米金刚石膜、无氢气沉积、可控性生长、微波等离子体

所属期刊栏目：47

分类号：TG174.444(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金项目11175137;湖北省教育厅基金项目W20151517;武汉工程大学科学研究基金项目K201506National Science Foundation of China11175137;Project of Hubei Provincial Department of EducationW20151517;Research Fund of Wuhan Institute of TechnologyK201506

在线出版日期：2018-02-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：211-217