学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

CVD金刚石薄膜表面的卤素修饰研究

作　者: 安仲善
导　师: 常明
学　校: 天津理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 化学气相合成 金刚石薄膜 化学修饰 卤素 X光电子能谱
分类号: TN304.18
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 56次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


金刚石具有优异的力学、热学、光学、电学和声学性能,引起了各界科学工作者的广泛关注。对金刚石的研究已成为材料、物理和化学界的研究热点。目前,制备金刚石薄膜的方法很多,与热丝化学气相沉积(HFCVD)法相比,其它方法均存在着设备成本高、装置复杂以及薄膜的质量较难控制等问题。通过HFCVD法制备的掺杂硼的P型金刚石薄膜,在具有金刚石本身的特殊物理化学特性的同时,还具有导电性,极大的拓宽了金刚石膜在电学领域的实际应用。金刚石由碳元素组成,可与生物体有良好的兼容性,因此金刚石膜在许多领域有着广泛的应用前景。对金刚石表面进行修饰和微结构设计,即引入有机分子或金属及金属氧化物等到金刚石薄膜的表面,可改善金刚石表面性能使其功能化,将会扩展金刚石薄膜的可应用领域。对金刚石薄膜表面实施修饰的首要课题是要在表面上引入活性反应官能团,活性官能团修饰到金刚石薄膜的表面后,可以活化金刚石薄膜表面以利于进一步引入各种需要的分子。本文利用热丝化学气相沉积制备了硼掺杂多晶金刚石薄膜,通过扫描电子显微镜对表面进行了观察,研究了金刚石薄膜的功能化修饰,论文包括下面三部分工作:(1)研究了金刚石的结构和性质,以及金刚石薄膜的制备方法,详细研究了热丝化学气相沉积的工艺参数,对掺硼金刚石薄膜沉积从理论上做出了解释。确立了一组适用于在该实验设备上利用HFCVD方法制备金刚石膜的较佳工艺条件,并成功制备出高质量的金刚石薄膜。(2)研究了电极化学修饰的常用方法,对金刚石薄膜的功能化修饰进行了研究,给出了金刚石薄膜进行卤素修饰的方法,用卤素对金刚石薄膜成功的进行了修饰,对反应机理进行了探讨,并研究了氯素修饰后的应用。(3)研究了金刚石薄膜表征的方法,用XPS对溴素修饰后的薄膜进行了表征。对实验数据进行了分析,发现溴素能够成功的修饰到金刚石薄膜的表面。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-26
  1.1 金刚石的结构和主要性质  10-16
    1.1.1 碳的结晶形式  11-13
    1.1.2 金刚石的主要性质  13-16
  1.2 CVD 方法制备金刚石薄膜材料研究现状  16-24
    1.2.1 制备金刚石薄膜研究概况  16
    1.2.2 气相沉积金刚石薄膜的方法简介  16-23
    1.2.3 掺硼金刚石膜的研究进展  23-24
  1.3 金刚石薄膜应用研究现状及本文主要内容  24-26
    1.3.1 应用研究现状  24-25
    1.3.2 本文研究目的及内容  25-26
第二章 热丝CVD 法制备掺硼金刚石薄膜  26-35
  2.1 热丝CVD 法制备金刚石薄膜  26-30
    2.1.1 实验装置  26-28
    2.1.2 金刚石膜的制备  28-30
  2.2 掺硼金刚石薄膜的合成原理  30-34
    2.2.1 碳的P-T 相图  30-31
    2.2.2 CVD 金刚石的生长过程  31-32
    2.2.3 反应气体的分布  32-33
    2.2.4 氢原子的作用  33-34
  2.3 本章小结  34-35
第三章 CVD 金刚石薄膜的表征方法  35-42
  3.1 拉曼光谱  35-36
  3.2 X 射线衍射光谱  36-37
  3.3 扫描电子显微镜照片  37-38
  3.4 X 射线光电子能谱  38-40
    3.4.1 简介  38
    3.4.2 原理  38-40
  3.5 傅立叶变换红外光谱  40-41
    3.5.1 简介  40
    3.5.2 工作原理  40-41
  3.6 本章小节  41-42
第四章 CVD 金刚石薄膜的卤素修饰  42-53
  4.1 化学修饰简介  42
  4.2 修饰电极的种类  42-43
    4.2.1 共价键合法  42
    4.2.2 吸附型修饰电极  42-43
    4.2.3 聚合物修饰电极  43
  4.3 金刚石的表面状态及可修饰性  43
  4.4 薄膜表面导入卤素的基本方法  43-45
    4.4.1 金刚石薄膜的氢化处理  43-44
    4.4.2 氟素和氯素的引入  44-45
  4.5 溴素对金刚石薄膜表面的修饰  45-49
    4.5.1 试样制备和实验方法  45
    4.5.2 金刚石膜溴素修饰的XPS 表征  45-48
    4.5.3 实验数据分析  48-49
  4.6 溴素修饰反应机理探讨  49-50
  4.7 卤化后金刚石薄膜的应用  50-52
    4.7.1 氨基化作用  50-51
    4.7.2 羟基化作用  51-52
  4.8 本章小结  52-53
第五章 结论和展望  53-54
  5.1 结论  53
  5.2 展望  53-54
参考文献  54-57
发表论文和科研情况说明  57-58
致谢  58-59

相似论文

  1. 普鲁士蓝复合纳米材料的制备、表征及应用,TB383.1
  2. 脂肽酯化反应及产物结构表征,TQ423.4
  3. 功能材料修饰电极的制备及应用研究,TB34
  4. 金刚石薄膜的制备及其平坦化研究,TB43
  5. 重组α-环糊精葡萄糖基转移酶酶制剂稳定性的研究,Q814
  6. 金刚石膜电极在离子水洗衣机中的应用研究,O484.4
  7. 层状氢氧化镁铝的改性成型及其对卤素阴离子的吸附性能,TF124.51
  8. 8-羟基喹啉衍生物及其金属配合物的合成及发光性质,O621.2
  9. 新型药物修饰剂的合成及在小分子药物修饰中的应用,TQ460.4
  10. 纳米电极界面功能膜的构建及其应用研究,O657.1
  11. 纳米介孔氧化硅修饰饰糊电电电定双双A及同时时电AA、UA、XA的研究,O657.1
  12. 二氧化钛的化学修饰及其光电化学研究,O614.411
  13. 掺硼金刚石薄膜表面的氨基终端修饰的研究,O484.42
  14. 图形化纳米金刚石薄膜的制备及表面氢吸附的研究,O484.1
  15. 基于纳米材料修饰电极的几种环境污染物的测定方法研究,X830.2
  16. 毛细管电泳—电化学检测法测定饮用水中的溴酸盐,R123.1
  17. 复印机卤素灯用钨丝加工工艺的研究,TM923.328
  18. 超声波对蒜氨酸酶性质和结构的影响研究,O629.8
  19. 化学修饰电极检测亚硝酸盐,O613.61
  20. 金刚石中的超导机理探讨,TQ164
  21. 对甲苯基键合硅胶整体柱的制备及色谱性能评价,O657.7

中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 半导体技术 > 一般性问题 > 材料 > 元素半导体 > 碳、金刚石
© 2012 www.xueweilunwen.com