气体循环直流旋转电弧等离子体喷射动态气相环境下生长金刚石大单晶研究
结题报告
批准号:
51102013
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
黑立富
依托单位:
学科分类:
E0203.碳素材料与超硬材料
结题年份:
2014
批准年份:
2011
项目状态:
已结题
项目参与者:
吕反修、宋建华、刘杰、冯寅楠
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中文摘要
本项目将研究沉积工艺参数、衬底质量与表面状态、衬底预处理工艺、设备与环境等因素对DC Arc Plasma Jet CVD金刚石大单晶生长的影响规律。阐明在旋转电弧DC Arc Plasma Jet动态气相环境(气体高速流动(相对于微波等离子体CVD))条件下金刚石单晶外延生长行为与机制及与微波等离子体CVD单晶生长的异同。界定DC Arc Plasma Jet CVD金刚石单晶外延生长的条件和范围。优化DC Arc Plasma Jet CVD金刚石单晶生长工艺。获得大尺寸(大于7mm x 7mm)、高质量(达到或优于IIa型天然金刚石单晶)完整分离的金刚石单晶(厚度超过2mm,约2克拉)及其完整的性能表征数据。对DC Arc Plasma Jet制备大尺寸、高质量金刚石单晶的可行性作出评价。
英文摘要
本项目研究了沉积工艺参数(如沉积温度、甲烷浓度)、衬底质量与表面状态、衬底预处理工艺等因素对直流旋转电弧等离子体喷射化学气相沉积金刚石大单晶生长的影响规律,界定了直流旋转电弧等离子体喷射CVD化学气相沉积金刚石单晶外延生长的工艺条件。优化单晶生长工艺参数,通过“生长-加工-生长”的工艺获得了7.5mm×7.5mm×1.4mm的完整分离的CVD金刚石单晶,经激光Raman、PL谱、UV-vis-IR吸收及X-射线双晶摇摆曲线分析,CVD金刚石单晶质量接近天然IIa型钻石。利用生长的CVD单晶片制作了三明治结构金刚石辐射探测器,经I-V特性曲线测试,在电场约1V/µm的情况下,暗电流为0.56nA。.工作中发表论文10篇,其中5篇为SCI索引论文,3篇为EI索引论文,2篇为ISTP索引论文。.培养1名博士研究生,已顺利毕业,并获得工学博士学位。
期刊论文列表
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专利列表
DOI:--
发表时间:2012
期刊:人工晶体学报
影响因子:--
作者:黑立富;刘杰;刘金龙;李成明;宋建华;吕反修;HEI Li-fu,LIU Jie,LIU Jin-long,LI Cheng-ming,SONG Jian-hua,LV
通讯作者:HEI Li-fu,LIU Jie,LIU Jin-long,LI Cheng-ming,SONG Jian-hua,LV
DOI:10.1007/s12613-013-0700-0
发表时间:2013-01
期刊:International Journal of Minerals Metallurgy and Materials
影响因子:4.8
作者:Gao, Xu-hui;Hei, Li-fu;Askari, Jawaid;Li, Cheng-ming
通讯作者:Li, Cheng-ming
DOI:10.1016/j.surfcoat.2013.07.005
发表时间:2013-12
期刊:Surface and Coatings Technology
影响因子:5.4
作者:Liu, J.;Hei, L.F.;Chen, G.C.;Li, C.M.;Song, J.H.;Lu, F.X.
通讯作者:Lu, F.X.
Fabrication and characterizations of large homoepitaxial single crystal diamond grown by DC arc plasma jet CVD
直流电弧等离子体喷射CVD 生长大型同质外延单晶金刚石的制备与表征
DOI:10.1016/j.diamond.2012.10.002
发表时间:2012-11
期刊:Diamond and Related Materials
影响因子:4.1
作者:Hei, L.F.1;Liu, J.1;Li, C.M.1;Song, J.H.1;Tang, W.Z.1;Lu, F.X.1
通讯作者:Lu, F.X.1
DOI:--
发表时间:2012
期刊:材料工程
影响因子:--
作者:黑立富;徐俊波;陈良贤;李成明;吕反修;HEI Li-fu,XU Jun-bo,CHEN Liang-xian,LI Cheng-ming,LU Fan-xiu(
通讯作者:HEI Li-fu,XU Jun-bo,CHEN Liang-xian,LI Cheng-ming,LU Fan-xiu(
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