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金刚石三维生长模式研究

作　者: 包忠
导　师: 谢二庆
学　校: 兰州大学
专　业: 凝聚态物理
关键词: 热丝CVD法金刚石单晶外延生长速率
分类号: TQ164.8
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 41次
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内容摘要

近二十多年来,金刚石受到越来越多研究者的关注,因为金刚石具有很多其他材料无法比拟的特性,比如超高的硬度、高的杨氏模量、优异的热传导特性、低的摩擦系数、宽的禁带宽度、高的电子和空穴迁移率耐腐蚀和抗辐射等,而如何实现金刚石的大面积高质量低成本高速生长,一直是所有金刚石研究者所面临的难题,这一问题严重的阻碍了金刚石的工业化应用,比如金刚石在热传导材料里具有绝对优势,然而到现在为止工业上的热沉材料基本都用铜等材料,就是因为金刚石现有的生长机制无法满足工业化。本文章中,我们采用三维立体方法,希望用热丝化学气相沉积法生长的金刚石填充三维空间的方法来提高金刚石的产量,理论上,金刚石由传统的单面二维生长转化为新型的由空间周边向中间生长的三维生长模式,以此来增加金刚石单位时间内的产量,希望可弥补热丝化学气相沉积生长速率太慢的缺点。此外,在原有单个金刚石粉单晶外延的基础上,尝试了金刚石粉大规模批量单晶外延,以提高单位时间内金刚石的产量,探索了实验参数对金刚石单晶外延的影响。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-6
第一章绪论  6-13
  1.1 研究背景和意义  6
  1.2 金刚石的晶体结构  6-7
  1.3 金刚石的研究历史  7-8
  1.4 热丝化学气相沉积金刚石的性质  8-9
    1.4.1 金刚石的力学特性  8
    1.4.2 金刚石的光学性质  8-9
    1.4.3 金刚石的热学应用  9
    1.4.4 金刚石的电学性质  9
  1.5 热丝化学气相沉积生长金刚石的应用  9-10
  1.6 金刚石三维生长  10-11
  1.7 本人研究内容  11-13
第二章金刚石生长机理研究  13-26
  2.1 实验仪器介绍  13-14
  2.2 HFCVD参数影响  14-22
  2.3 金刚石的三维生长工艺  22-26
第三章金刚石的三维渗透生长  26-34
  3.1 样品制备  26-27
  3.2 实验结果与分析  27-33
  3.3 本章小结  33-34
第四章金刚石的单晶外延生长  34-41
  4.1 样品制备  35-36
  4.2 实验结果与分析  36-39
  4.3 本章小结  39-41
第五章结论  41-43
  5.1 主要结论  41-42
  5.2 未来展望  42-43
参考文献  43-50
在学期间的研究成果  50-51
致谢  51

金刚石三维生长模式研究

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