ダイヤモンドCVD成長における核生成サイト炭素質材料の周定

金刚石 CVD 生长中碳质材料成核位点的识别

• 批准号: 10137211
• 负责人: 光田 好孝
• 金额: $ 1.15万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas (A)
• 财政年份: 1998
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1998 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-10137211/
• 关键词: ダイヤモンド; 高過飽和; 核生成; 窒化ホウ素中間層; 表面増感ラマン分光法; 走査トンネル分光解析; 発光分光分析; OHラジカル

熱力学的準安定環境下のダイヤモンドCVD法において未だに生成機構は解明されていない。これまでに,予め基板上へ堆積させた炭素質微細粒が核生成サイトとして働き,微細粒上にダイヤモンドが成長し,微結晶レベルでのカーボンアロイが形成することが判明した。そこで,この核生成サイトとして働く炭素質微細粒を同定することを目的とする。SiC(#100)を用いた超音波処理した基板上に高過飽和気相状態から形成された炭素質微細粒は1000nm程度の晶癖面を持つ多結晶粒子であり,この気相条件を長時間続けた場合に堆積する球状粒子とは異なった粒子が堆積する。表面増感ラマン散乱法により同定を試みたところ,この微細粒表面はグラッシーカーボンに近い構造であることが判明した。また,微細粒の走査トンネル分光解析から、炭素質微細粒は低伝導率の物質であることもにより明らかとなり,両者の結果は一致した。また,窒化ホウ素中間層上においても同様の実験を行ったところ,高密度に炭素質微細粒が形成されダイヤモンド核生成密度を格段に増大させることに成功した。これは,ホウ素と炭素との親和力によるものと考えられる。しかし,窒化ホウ素上で通常のダイヤモンド堆積を行った場合にはグラファイトに近い炭素膜が得られており,更に詳細な研究が必要である.また,プラズマ診断が可能なようにマイクロ波プラズマCVD装置の改造も行い,反応空間に存在する二原子分子までの発光分光解析,および吸光分光解析が可能となった。これまでに未解析であったOHラジカルに関して,発光スペクトルより回転エネルギー分布について解析を進め,回転温度がダイヤモンド成長条件下においてはおよそ5500Kであると判明した。

Thermodynamics of quasi-stable environment in the CVD method, the formation mechanism is not resolved. This is because carbon quality fine particles are deposited on the substrate, and it is clear that the fine particles are formed on the substrate. The quality of carbon fine particles was determined by the method of nuclear generation. SiC(#100) is ultrasonically processed to form carbon quality fine particles in a highly supersaturated phase state on a substrate. The fine particles have a crystalline surface of about 1000nm. When the phase conditions are prolonged, spherical particles and heterogeneous particles accumulate. The surface of fine particles is characterized by a uniform structure. The results of spectroscopic analysis of fine particles and carbon-quality fine particles were consistent with those of low conductivity substances. In addition, the formation of fine particles with high density and carbon quality was successfully achieved by increasing the density of nuclear generation in the intermediate layer of carbon. The first is the first time that the United States has made such a move. The carbon film is usually deposited on the surface of the substrate, and it is necessary to study it in detail. The diagnosis is possible, and the modification of CVD equipment is possible. The spectroscopic analysis of emission and absorption of diatomic molecules in the anti-space is possible. This is the case with the unanalyzed OH profile, the light emission profile, the return temperature profile, and the growth profile.