自支撑CVD金刚石膜光学性能与热学性能相关性研究

摘要：

目的 通过等离子体喷射制备不同质量CVD金刚石膜并研究其光学及热学性能,试图建立起两种性能的相互关联性.方法 采用光学显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和NETZSCH LFA467导热仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、晶粒尺寸、结构特征和红外光学性能、热学性能.结果 金刚石自支撑膜的光学性能及热学性能密切相关,本质上取决于氮和非金刚石相的含量.当金刚石膜内氮质量分数大于0.009％时,氮含量是决定光学性能及热学性能的关键因素,且两者随着氮含量的增加呈线性衰减趋势;当氮质量分数小于0.009％时,氮的影响相对较小,晶粒尺寸成为影响金刚石膜热导率的主要因素,此时晶粒尺寸对金刚石膜红外透过率影响较小.此外,金刚石中C—H吸收与非金刚石相含量正相关,其对金刚石光学及热学性能影响规律与N杂质基本一致.结论 CVD金刚石膜的热导率和红外透过率随着金刚石膜的氮杂质含量和C—H吸收系数的降低而逐渐提高,当达到一定程度,红外透过率相对热导率的增加表现出滞后性.

关键词：等离子体喷射、自支撑金刚石膜、热学性能、光学性能、相互关系

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分类号：TG174.442(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金51272024;装备预研基金项目614280301031704

在线出版日期：2018-06-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：11-16