严垒
- 作品数：11 被引量：30H指数：4
- 供职机构：武汉工程大学材料科学与工程学院等离子体化学与新材料湖北省重点实验室更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：化学工程理学核科学技术天文地球更多>>
- 微波等离子体化学气相沉积法生长单晶金刚石
- 微波等离子体化学气相沉积法是一种理想的生长单晶金刚石的方法.本文以压缩波导结构微波等离子体源谐振腔为腔体,高温高压(HPHT)金刚石单晶片为衬底,在较高工作气压下进行了单晶金刚石的同质外延生长.利用扫描电子显微镜(SEM...
- 严垒马志斌吴超高攀
- 关键词：单晶金刚石微波等离子体化学气相沉积法
- 文献传递
- MPCVD法生长单晶金刚石的研究
- 本文采用自主研发的压缩波导式谐振腔结构的 MPCVD装置，以 HPHT单晶金刚石颗粒、HPHT金刚石单晶片和CVD金刚石单晶片为衬底，进行了金刚石同质外延的研究。研究内容包括以下几个方面： 1、以HPHT单晶金刚石颗粒...
- 严垒
- 关键词：微波等离子体化学气相沉积单晶金刚石
- MPCVD法同质外延生长单晶金刚石被引量：7
- 2017年
- 利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法在高温高压(HPHT)下制备的单晶片上进行单晶金刚石同质外延生长,研究了甲烷浓度和衬底温度对金刚石生长的影响。利用扫描电子显微镜与激光拉曼光谱仪对生长前后的样品进行表征。结果表明,利用HPHT单晶片上生长时,主要为层状生长和丘状生长模式,丘状生长易出现多晶结构。降低甲烷浓度能够降低丘状生长密度,提高金刚石表面平整度;金刚石生长速率随甲烷浓度、工作气压和衬底温度的增加而提高,但过高的甲烷浓度(72%)和衬底温度(1 150℃)会降低金刚石的质量。所生长出的单晶金刚石质量较为理想,衬底与生长层之间过渡比较自然,金刚石结晶度高,缺陷密度小,但随膜层增厚,非晶碳含量有所增加。
- 严垒马志斌陈林付秋明吴超高攀
- 关键词：微波等离子体化学气相沉积单晶金刚石
- CVD单晶金刚石的研究进展被引量：6
- 2014年
- 化学气相沉积(CVD)单晶金刚石是近年来金刚石领域研究焦点之一,在众多合成方法中,微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)是诸多学者公认的稳定生长均匀高质量单晶金刚石最有前途的技术。近年来,MPCVD合成单晶金刚石在质量、速率、尺寸以及应用上取得了重大的进展,但是目前仍然有一个问题需要解决,即如何在保证质量的前提下大幅度提高单晶金刚石的生长速率。本文对CVD单晶金刚石过程中衬底的选择、表面加工与处理、基座的结构和沉积参数的选择进行了详细评述,并简要介绍了CVD单晶金刚石国内外研发成果。
- 吴超马志斌严垒高攀
- 关键词：化学气相沉积单晶金刚石
- 圆筒电极对离子磁电加热的影响
- 2013年
- 高效的磁电加热不仅能够提高电子回旋共振(ECR)等离子体的离子温度,还能改善离子的径向和轴向分布,促进ECR等离子体在化学气相沉积金刚石膜刻蚀中的应用.将磁电加热系统中的圆环电极改进为圆筒电极,研究了圆筒电极对离子磁电加热的影响,对比了圆筒和圆环电极加热离子的区别.结果表明:在同一阳极偏压下,圆筒比圆环电极更有利于提高离子温度,圆筒电极加热时各径向位置的离子温度升高的幅度较大,其中圆筒电极内部的离子温度径向分布差异较大,而圆筒下游的离子温度径向分布比较均匀;磁电加热对离子密度的影响很小;采用圆筒电极加热时,有利于离子向轴向下游的输运,改善了离子的轴向均匀性.
- 马志斌沈武林吴俊严垒汪建华
- 关键词：ECR等离子体离子温度
- 激光轴向偏焦法平整化CVD金刚石膜被引量：1
- 2013年
- 利用Nd:YAG型金刚石精密激光切割机,采用激光轴向偏焦法对化学气相沉积(CVD)法制备的金刚石膜表面进行扫描式平整化处理,利用扫描电子显微镜(SEM)、粗糙度仪和金相显微镜对平整化后的金刚石表面进行表征,研究了激光充电电压和焦点位置对扫描凹槽宽度和深度的影响,以及扫描间距对平整化效果的影响。研究结果表明:扫描凹槽宽度随激光充电电压的升高而增大;凹槽深度随激光充电电压的升高而增大,随偏焦量的增大而增大。激光轴向偏焦法对CVD金刚石膜进行平整化处理后,其粗糙度显著减小,利用氢等离子体对其表面进行刻蚀处理,能够有效去除表层石墨,从而达到理想的平整化效果。
- 严垒马志斌张璋邓煜恒王兴立
- 关键词：激光CVD金刚石膜
- CVD金刚石磨损性能的研究
- 2014年
- 提出了一种直接评价CVD金刚石磨损性能的实验方法,比较研究了热丝CVD法、微波等离子体CVD法和直流电弧等离子体CVD法制备的金刚石的磨损性能。研究结果表明:影响CVD金刚石磨损性能的主要因素是非金刚石相的相对含量,金刚石的内应力和晶粒大小对磨损性能的影响较小。
- 高攀吴超严垒马志斌
- 关键词：CVD金刚石拉曼光谱
- 微波等离子体化学气相沉积金刚石光谱分析被引量：3
- 2012年
- 采用等离子体光谱分析微波等离子体化学气相(MPCVD)沉积金刚石过程中基团的空间分布及甲烷浓度变化时基团浓度的变化情况.实验过程中分别测量了氢原子的Hα(656.19 nm)、Hβ(486.71 nm)和Hγ(434.56 nm)谱线,以及基团CH(431.31 nm)、C2(515.63 nm)谱线.结果表明:氢原子和基团CH、C2的浓度沿等离子体柱的径向先增加再减小.随着甲烷浓度逐步增加,氢原子及基团CH、C2的浓度相应增加,其中C2基团所受影响最大.
- 马志斌陶利平翁国峰严垒
- 关键词：等离子体光谱金刚石基团
- 高温高压金刚石衬底上的同质外延生长研究被引量：2
- 2014年
- 在自主研发的小功率微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置上利用高温高压(HPHT)单晶金刚石片为衬底进行了金刚石同质外延生长的研究。研究了甲烷浓度、工作气压对金刚石生长速率的影响。测量了金刚石外延生长过程中等离子体的发射光谱,利用扫描电子显微镜(SEM)和数码相机对生长前后金刚石的形貌进行了表征,利用激光拉曼光谱对金刚石的质量进行了分析。结果表明:一定程度内,适当升高工作气压和甲烷浓度能够有效提高金刚石的生长速率;在外延生长过程会产生过多的丘状体,导致许多金刚石颗粒的产生,影响其生长时间和质量,通过生长、刻蚀相结合的方法能够有效延长生长时间,改善生长形貌;外延生长出的金刚石的激光拉曼图谱中金刚石1332 cm-1特征峰明显、尖锐,荧光背底低,非金刚石相特征峰较低。
- 严垒马志斌曹为吴超高攀张田田
- 关键词：高温高压金刚石单晶
- 激光切割CVD金刚石膜的工艺研究被引量：4
- 2012年
- 利用Nd:YAG型金刚石精密激光切割机对表面经机械抛光的CVD金刚石膜进行切割,研究了激光焦点位置、重复频率、充电电压以及切割速率对切割面质量的影响,并利用扫描电子显微镜(SEM)、TR200型粗糙度仪和XJP-3C型金相显微镜对切割结果进行了表征。研究表明:将激光焦点置于金刚石膜表面进行切割时,切割面锥度最小;切割面的粗糙度随着激光切割速率、重复频率的增加而减小;充电电压越高,切缝越宽;激光重复频率在80～100 Hz范围内,其变化对切缝宽度影响较小;切割2.7 mm厚的金刚石厚膜时,选取充电电压850 V,重复频率90 Hz,切割速率10 mm/min,能够达到高效率高质量的理想切割效果。
- 严垒吴飞飞邓煜恒湛玉龙马志斌
- 关键词：激光CVD金刚石膜
