以磷化铁为添加剂沿(111)面生长磷掺杂金刚石大单晶

摘要：

掺杂是调控金刚石性能的一种重要手段.本文采用温度梯度法,在5.6 GPa、1312℃的条件下,选用Fe3 P作为磷源进行磷掺杂金刚石大单晶的合成.金刚石样品的显微光学照片表明,随着Fe3 P添加比例的增加,金刚石晶体的颜色逐渐变深,包裹体数量逐渐增加,晶形由板状转变为塔状直至骸晶.金刚石晶形的变化表明Fe3 P的添加使生长金刚石的V形区向右偏移,这是Fe3 P改变触媒特性的缘故.红外光谱分析表明,Fe3 P的添加使金刚石晶体中氮含量上升,这说明磷的进入诱使氮原子更容易进入金刚石晶格中.激光拉曼光谱测试表明,随着Fe3 P添加比例的增加,所合成的掺磷金刚石的拉曼峰位变化不大,其半峰全宽(FWHM)值变大,这说明磷的进入使得金刚石晶格畸变增加.XPS测试结果显示,随着Fe3 P添加比例的增加,金刚石晶体中磷相对碳的原子百分含量也会增加,这意味着添加Fe3 P所合成的金刚石晶体中有磷存在.

关键词：Fe3P、掺杂、(111)面、金刚石大单晶、温度梯度法、超硬材料

所属期刊栏目：51

分类号：TQ163;O78

资助基金：国家自然科学基金;内蒙古自治区高压相功能材料重点实验室开放课题;河南省自然科学基金;河南省科技攻关项目;河南理工大学博士基金

在线出版日期：2022-05-20（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：587-593