一、计算机控制CVD金刚石生长系统的研究（论文文献综述）
牛刘敏[1]（2021）在《金刚石薄膜辐射探测器关键技术研究》文中指出近年来,核辐射技术已广泛应用于各种行业领域,为我们发展带来巨大的社会与经济价值。但同时,核辐射也为人类和自然环境带来了潜在的风险,为了更好的利用辐射的同时又避免其产生的风险,关于辐射探测的研究就非常重要。由于金刚石材料的优越性能,使得基于其制成的探测器与其他半导体探测器相比具有耐辐照、耐高温、响应快等特点,加上合成金刚石技术的不断发展,其在辐射探测领域发挥着越来越重要的作用。本文围绕着CVD金刚石薄膜辐射探测器展开研究,首先研究了金刚石材料制作探测器的优势,由于众多优异性能已成为新时代辐射探测器的首选材料。然后介绍了CVD金刚石薄膜的几种制备方法,并选用MPCVD法制备了金刚石薄膜,用于后面辐射探测器探头的制作,使用Raman散射和AFM分别表征了金刚石样品,对样品金刚石相的含量和表面形貌进行了分析。利用Cypher-ES仪器研究了金刚石紫外辐射响应微观表征,测试了金刚石样品的暗电流密度,得出单晶金刚石和多晶金刚石单位电场下的暗电流密度分别为8.75[p A/mm2]/[V/μm]和24.3[p A/mm2]/[V/μm],在测试电场内线性度良好;还测试了金刚石表面光电流响应,通过改变UV辐射电压大小（0-2.25V）观察输出电流变化,随着辐射电压的增大,输出光电流也明显增加,分析得出金刚石薄膜有良好的辐射响应。最后使用设计的CVD金刚石薄膜辐射探测器对γ射线进行测试。首先以低成本的重掺硼硅片（100）为基底,将硅片上生长的CVD金刚石膜作为辐射敏感层。然后分析了几种不同的电极结构的优缺点及适用范围。最终选用三明治型电极结构,在样品表面溅射100nm的Au,然后设计电路板对探头进行封装。最后在60Co稳态辐射源即在剂量率为9.6Gy/h能量为1.25Me V的γ射线照射下对探测器进行测试,随着钴源从井中提出,输出电压出现瞬间的上升脉冲,响应变化率为11.2%。证明了本文设计的结构作为γ辐照探测器的可行性。
迟英民[2]（2021）在《CVD金刚石涂层复杂形状刀具制备》文中提出近些年来涂层刀具的发展受到了广泛关注,并且在商业中已经得到了广泛应用。因为金刚石的优点甚多,如金刚石具有高硬度、摩擦系数低、导热性好、且化学稳定性好,因此是目前涂层刀具的最佳涂层材料。金刚石涂层刀具在加工陶瓷材料、金属基复合增强材料以及其他难加工材料上有着重要的意义,高质量的涂层对于提高刀具寿命来说十分重要,比如金刚石涂层无剥落、薄膜内残余应力小等等。因此,当金刚石涂层刀具沉积实验完成后,选择合适的降温过程尤为重要,这样可以得到刀尖部位无薄膜脱落的金刚石刀具。本文实验采用热丝化学气相沉积（hot filament chemical vapour deposition,HFCVD）法沉积金刚石,气源选择为甲烷和氢气,通过合理排布热丝,控制好硬质合金刀具和热丝之间的距离,再使用HFCVD法在硬质合金钻头上制备金刚石薄膜,最后使用优化后的降温工艺来进行沉积实验完成后的降温,最后通过扫描电镜（SEM）表征金刚石薄膜显微形貌、通过拉曼实验测得金刚石薄膜的质量。本论文实验分析总结如下:（1）通过对比三种降温工艺的实验结果,采用降温速率更均匀的降温工艺来进行沉积实验的最后降温,这样可以使金刚石涂层刀具在刀尖部位无金刚石薄膜脱落,并且降低了热丝打火现象。（2）使用优化之后的降温工艺分别进行了金刚石沉积实验,通过扫描电子显微镜和拉曼光谱检测实验结果表明,可以得到在金刚石涂层刀具,金刚石涂层钻头和铰刀刀尖部位未发现薄膜脱落,但在铣刀的一处刀尖位置处发现有薄膜脱落。（3）通过对比不同降温工艺的涂层刀具的切削实验,发现涂层刀具加工的碳纤维板的孔内毛刺减少,孔内光滑度增加,加工质量有显着提升;通过计算0-90个孔的剥离因子,发现涂层刀具的剥离因子均小于未涂层刀具的剥离因子,并且降温工艺二的涂层刀具剥离因子小于降温工艺一的涂层刀具剥离因子。通过测量后刀面磨损量,发现涂层刀具磨损量降低了30%,并且降温工艺二的涂层刀具磨损量小于降温工艺一的涂层刀具磨损量,因此选择降温工艺二作为最终降温工艺。（4）使用ANSYS Fluent软件使用有限体积法对刀具基体温度场进行模拟。通过刀具整体的温度云图看出,刀具整体温度分布880℃-980℃,刀具整体温差为100℃,适合金刚石生长,通过与实验测温结果对比,刀顶处温度误差在5%以内。
韩源[3]（2021）在《金刚石涂层激光表面微织构与石墨的协同减摩机理研究》文中提出CVD金刚石具有高硬度、高耐磨性、低摩擦系数等优点,广泛应用于涂层刀具的制备,以提高其切削加工性能。刀具表面的微织构具有容纳磨屑的作用,能在一定程度上降低刀具的摩擦系数。随着激光微织构技术的不断发展,以及金刚石涂层刀具在工业生产中的大规模运用,为提高金刚石涂层刀具的摩擦学性能,金刚石涂层织构化处理技术应运而生。本文以改善CVD金刚石涂层刀具的摩擦磨损性能为目的,开展硬质合金衬底金刚石涂层激光表面微织构与石墨协同减摩机理的研究。本文的研究结果对于拓展金刚石涂层的应用范围,提高金刚石涂层刀具使用寿命和加工精度,具有较高的理论意义和实用价值。主要研究内容如下:（1）在国内外文献的基础上综述了CVD金刚石涂层摩擦磨损性能研究进展和刀具表面减摩织构的研究现状。分析了CVD金刚石涂层摩擦磨损机理,提出金刚石涂层激光表面微织构与石墨协同减摩的方法。（2）开展激光诱导金刚石涂层刀具表面微织构形成机制的研究。构建了纳秒激光刻蚀金刚石涂层的温度场仿真模型,根据模型推算出了金刚石涂层石墨化阈值和气化阈值。分析了金刚石和石墨的晶体结构与其物理性能的关系,研究了石墨的减摩、润滑机理。（3）金刚石涂层表面微织构参数的优化设计。以仿生摩擦学理论为基础采用先涂层再织构的方法在金刚石涂层表面制备了不同形貌（菱形肋条、六边形、同心圆）的微织构,分析不同织构形貌、面密度和深度对金刚石涂层石墨化程度的影响规律。试验结果表明金刚石涂层表面同心圆微织构的石墨化程度最高,其次是六边形微织构,菱形肋条微织构的石墨化程度最低;随着微织构面密度的增大,金刚石涂层的石墨化程度增加;织构深度对涂层石墨化程度影响不大,织构深度越深,石墨化程度缓慢增加。（4）通过对微织构后的金刚石涂层摩擦磨损试验研究,揭示了涂层表面微织构与石墨的协同减摩机理。研究表明微织构表面的石墨层能够显着改善摩擦表面的干摩擦性能。微织构可以减小刀-屑接触面积,降低切削力,微织构表面的石墨化能在摩擦初期使摩擦系数迅速降低并稳定,稳定后金刚石涂层的摩擦系数随石墨化程度的增加而降低。金刚石涂层的磨损程度受多种机制的影响,微织构能够储存磨粒,有效降低磨粒磨损,但金刚石在激光辐照和摩擦热的双重作用下产生的石墨层会导致涂层黏着磨损程度增加。其中微织构的石墨化程度是影响涂层磨损程度的主要因素,微织构石墨化程度越高,金刚石涂层的磨损程度越大。图[63]表[11]参[112]
郑宇亭[4]（2021）在《金刚石表面状态控制及应用基础研究》文中认为金刚石优异的综合性能使其能够应用于机械、传热、光学和半导体等诸多领域。平整光洁的表面、可控的表面/亚表面缺陷以及表面键态是实现上述应用的前提。然而,金刚石高的硬度和优异的物理化学稳定性导致其表面加工和可再造性差而无法轻易满足各种功能应用需求。因此,金刚石的表面状态控制及以应用为导向的基础研究具有重要意义。本文采用高速三维动态摩擦抛光（3DM-DFP）、氧基等离子体及氢等离子体对金刚石进行表面状态控制研究。作为高效实现金刚石表面控制的方法,多晶及单晶金刚石表面经3DM-DFP的动态摩擦及铁、氧催化氧化最终可使其表面粗糙度可<5 nm甚至1nm。疲劳及能量持续输入导致金刚石形成包括{111}晶面均匀解理层、过渡层和压缩带的近10 μm亚表面损伤。伴随新产生的1425 cm-1,2200cm-1,1750 cm-1和2100 cm-1拉曼特征峰来自于准sp2+sp3无定型结构、碳-空位局部缺陷和sp1相。在太赫兹频率波段下非金刚石相的本征吸收及缺陷散射效应导致了其介电常数的显着降低。等离子体刻蚀则被认为是可以无损伤地实现金刚石表面控制的有效技术。氧基电感耦合等离子（ICP）刻蚀实现金刚石表面调控时,添加辅助气体以及不同的等离子体条件控制对金刚石刻蚀速率及表面状态起决定作用。多晶金刚石黑膜在10%CHF3条件下以4.6 μm/min的刻蚀速率得到了 2.3 nm的表面粗糙度,并对应于最高比例的C-O-C对称键态结构。同时单晶金刚石以0.23μm/min的刻蚀速率实现表面粗糙度<0.5 nm的均匀表面微结构。而针状表面形貌的产生是由于金刚石（111）晶面以及缺陷、孪晶界的优先刻蚀效应。所产生的反式聚合物会在含Cl或H条件下消失,氯化物（sp2 C-Cl）的形成及未出现的氟化物也导致了刻蚀结果的差异。此外,氢等离子体能够有效控制金刚石表面形貌的同时形成的表面C-H键而产生空穴导电。基于氢化后平整金刚石膜的溶液栅极场效应晶体管（SGFET）结构,在不同的溶液中呈现出不同的Ⅰ-Ⅴ响应。表面C-H键在KHP+NaOH+H2SO4混合溶液中随电压升高而发生C-H键反应损伤,电阻从13.57 kΩ增至95.78 kΩ,电流从饱和的1 ×10-4 A/V降至5×10-5 A/V。将该SGFET结构作为电极在无机酸中通过负电势线性扫描后恢复表面C-H键态,电阻从94.33 kΩ降至30.46kΩ,电极电流从6×10-6A升高至1.6×10-5A,并表现出液态环境下更为灵敏的I-V响应,且未产生任何平整度损伤和反应生成物。
苏凯[5]（2020）在《高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究》文中认为金刚石作为超宽禁带半导体材料,具有超强的抗辐照特性、皮秒级的超快时间响应、极高的热导率、极高的击穿场强,使其成为下一代强辐射场核探测器的理想材料。随着化学气相淀积（CVD）合成金刚石技术的发展,CVD金刚石核探测器在高能粒子探测、强辐照高温环境探测、脉冲场探测等多种应用场合表现出明显优于传统硅基核探测器的性能。金刚石核探测器研究的一个关键问题,是金刚石核探测器的性能不一致性巨大且机理尚不明确,高性能金刚石核探测器的占比很低,在最关键的参数电荷收集效率（CCE）、能量分辨率、电流-电压特性上体现的最为明显,这严重制约了金刚石核探测器的技术进步。除此以外,随着金刚石辐照成像探测需求的增加,迫切需要开发出全集成金刚石像素阵列核探测器,以充分发挥金刚石抗辐照能力强、响应快的优势,这需要在相关金刚石电子器件方面进行持续的研究。目前,国内研制出的金刚石核探测器的性能指标与国外的研究结果还有较大的差距,上升空间巨大,更是迫切需要在基础研究、材料生长、结构优化、制作工艺、机理分析等方面进行更深入的研究,从根本上改善国产金刚石核探测器性能明显落后于国际水平的研究现状。基于上述研究现状,本论文对核探测器的探测原理深入分析,针对金刚石核探测器工作的四个过程,即核辐射的能量沉积、电子空穴对的产生、非平衡载流子的输运、电子空穴对的收集,明确了载流子的输运与收集是制约金刚石核探测器的关键过程。从金刚石材料表征分析、高质量金刚石材料生长、新型核探测器结构、材料特性与性能的相关性方面,利用α粒子与X射线源开展研究并设计制作了高性能金刚石核探测器,同时,研究了与像素阵列核探测器相适应的相关金刚石电子器件。具体的研究内容以及成果如下:1、提出了面向核探测器应用的金刚石材料表征分析方法,实现了高纯高质量CVD单晶材料的生长。根据Type IIa型CVD单晶金刚石多样品的材料表征分析结果和α粒子能谱特性,提出了一种面向高性能CVD金刚石核探测器的材料筛选表征方案,其中PL谱对于杂质种类和含量的探测最为灵敏。基于该研究结果,发展了高质量高纯CVD金刚石生长工艺,采用生长衬底择优选择法、表面H2/O2等离子体刻蚀法一定程度上的降低了外延CVD层的位错密度,提高了结晶质量,XRD（004）面摇摆曲线半高宽仅为46.3 arcsec。利用9N氢气生长工艺、慢速生长法、高压强法抑制等离子球对石英窗口的刻蚀,大幅度的降低了CVD单晶金刚石的杂质含量,室温下的PL光谱结果表明,采用该生长工艺得到的CVD单晶金刚石没有发现任何杂质峰,材料杂质含量接近元素六“电子级”单晶质量。2、在国际上首次提出了一种金刚石表面终端调制核探测器结构,实现了国际一流的电荷收集性能。基于高纯“电子级”CVD单晶金刚石,通过氢等离子体在金刚石表面形成氢终端并与Au结合形成电极,利用RIE刻蚀形成了氧终端绝缘区。通过I-V测试表明该器件实现了优良的欧姆接触特性,当器件的电场强度为1 V/μm时,暗电流仅为7.46×10-13 A/mm2。得益于优良的电极界面特性,该器件对α粒子的能谱特性表明,电子与空穴的CCE展示了高度的一致性,器件对电子和空穴的CCE分别为98.6%与99.01%,对电子和空穴的能量分辨率分别为1.04%与0.76%。同时,脉冲电子束的测试结果表明,器件具有超快的时间响应,仅为347.4 ps。以上结果表明,该器件可以应用于带电粒子谱测量以及高速脉冲甄别。3、揭示了影响金刚石核探测器CCE性能的各种材料特性的作用。通过研究了不同杂质浓度、不同位错密度以及不同厚度的非故意掺杂的Type IIa型CVD单晶金刚石核探测器对α粒子能谱特性,并结合FTIR、XRD、Raman、PL和SIMS分析结果,发现限制金刚石核探测器CCE性能的主要因素是金刚石中的杂质,当氮杂质浓度从5 ppb增大到170 ppb,CCE将从98.7%降低到3.3%,而位错作为典型的晶格缺陷,当位错密度在106～107 cm-2量级时,其影响较小。同时,在我们所测试的厚度范围内（200μm～500μm）单纯地减薄金刚石晶体并不是获得高性能金刚石核探测器的好方法。而且,通过改进CVD单晶金刚石生长工艺,降低材料的杂质含量以及位错密度可以有效的提高金刚石核探测器的CCE。基于“电子级”CVD多晶金刚石核探测器对α粒子的能谱结果表明,多晶金刚石核探测器的电荷收集效率最大值受晶粒尺寸的最大值限制,不能进行有效的能量分辨,无法进行带电粒子能量鉴别。4、实现了CVD金刚石的高增益X射线探测。基于“电子级”金刚石材料,研究了工作于电流模式下的氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器对剂量率为0.108～6.157Gy/min的稳态X射线的电流响应。结果表明,由于优良的欧姆接触以及体材料特性,载流子电荷再注入效应增大了探测器对X射线响应的电流增益与特征灵敏度,同时由于抑制了界面的陷阱效应,获得了接近于1的（35）指数,器件在200V（0.66 V/μm）偏压下器件的增益、SNR、特征灵敏度以及（35）指数则分别为151.83、104～106、41.441μC/Gy mm3、1.033±0.014。对于相同工艺下制备的氢氧终端CVD多晶金刚石核探测器,晶粒边界的存在导致了响应电流大幅减小,300V（0.60 V/μm）偏压下器件的增益、SNR、特征灵敏度以及（35）指数则分别为3.92、2×103～105、0.9354μC/Gy mm3、0.978±0.010。5、在国际上首次提出了HZrOx/Al2O3/氢终端金刚石MFISFET新结构,其栅介质用300℃ALD工艺一次制备完成。通过研究器件的电流电压特性表明,该器件在栅压为-10V～10V电压范围下,栅极漏电流小于7.07×10-5 A/cm2,同时蝴蝶结状的C-V特性表明,该器件具有明显的铁电回滞特性。当器件工作在VDS=-0.1 V的线性区时,连续50次的直流循环扫描下,器件展示了明显的顺时针回滞曲线,记忆窗口高达7.3～9.2 V,同时器件的开关比为109。由于HZrOx铁电栅介质的负电容特性,器件的最小SS值为58 m V/decade,器件在线性区的正向扫描阈值电压范围为-5～-3.2V,反向扫描阈值电压范围为2.3～6.0 V,正反向的阈值电压差值（35）Vth与器件的记忆窗口宽度一致。当器件工作在饱和区时,转移特性回滞曲线发生了收缩,此时的Vth分别为-1.58 V与-0.02 V,器件表现出完全的增强型特性,该研究结果表明,氢终端金刚石HZrOx/Al2O3栅介质MFISFET具有高密度集成的优点,在金刚石增强型场效应晶体管、负电容场效应晶体管和恶劣环境存储领域具有潜在的应用前景,这为未来实现金刚石单片全集成的像素阵列探测器提供了新的技术方案,奠定了研究基础。
舒国阳[6]（2020）在《单晶金刚石同质连接机制、结构及性能研究》文中研究说明随着近年来我国航空宇航领域的快速发展,航天器系统中如宇航探测、高频通信等技术进一步对电子、光学器件提出了功能综合性、集成性和小型化的要求,也因此带来了由电路及芯片结构复杂、单位功率增加等造成散热不足的严重问题,导致器件寿命大幅缩减甚至过热破坏,因此亟需更为优良的材料和器件结构设计等解决方案。集热、力、光、电等优异属性于一身的金刚石材料及其器件,可满足航空宇航领域先进装备对功率器件高通量热管理技术的迫切需要,成为关键和必要的材料及器件解决方案。其中,大尺寸、高晶体品质,以及具有特殊结构的单晶金刚石材料和器件的制备是核心问题。而当前最典型和成熟的单晶金刚石技术,包括高温高压法（HPHT）和化学气相沉积法（CVD）,依旧由于制备和加工技术的不完善,造成材料尺寸小、晶体质量不高、结构单一等“卡脖子”问题,极大制约了金刚石材料原本的优异性能的发挥。本文为解决航空宇航领域所需的单晶金刚石在大尺寸、高品质、多结构等方面难以协调的问题,通过对CVD金刚石制备技术的研究,整合性提出了金刚石“同质连接”的新概念,即基于金刚石同质外延和相互连接的有效协同调控,形成大面积、多尺度、多结构单晶金刚石的技术。这一概念并不仅仅适用于经典的马赛克拼接,而是广泛地囊括了单晶金刚石异质外延、多晶金刚石生长等各个细分方向,成为贯穿CVD金刚石生长制备领域的普适概念。通过对“同质连接”概念相关技术细节的深入探索分析,本文将研究内容分为四大部分:（1）同质外延动力学机制、过程及强辅助工艺;（2）连接过程及机制;（3）同质连接金刚石材料性能;（4）三维多尺度结构技术与设计。首先,探索了同质外延初期形核,确认了岛状模式向台阶生长模式的演变过程及台阶迁移和沉积生长速度的关系;探究了中断-继续生长界面的缺陷及掺杂状态与分布,发现了该过程对表面生长模式产生的扰乱和复原现象;此外,调控并获得了高品质金刚石高速率生长所需的高功率密度等离子体环境,获得了多晶态36μm/h的高沉积速率,为金刚石的制备提供原理和技术支持。而后,对金刚石“连接”的概念进行广义化详述,并对其中晶核连接形成界面的微观动力学机制和过程进行了分析,揭示了金刚石晶核尺寸、晶向等偏差对连接界面的影响;对同质连接技术中“横向生长”这一关键过程进行了研究,探明了金刚石在较大等离子体密度梯度及约150℃温度梯度的双重影响下,侧表面由上至下呈现出单晶相形貌改变、杂质浓度逐渐增大,并在下部逐渐向多晶-纳米晶/非晶的晶态转变情况。之后,以mosaic拼接单晶金刚石为典型技术作为高品质同质连接金刚石的代表,对样品制备工艺进行了优化,获得了质量优良的连接界面并表征了样品晶体属性及热学性能:发现了界面处仅20μm范围内呈现应力和缺陷富集区,位错密度上升至107/cm2量级,但样件的整体导热性能依然很好,具备2470W/mK以上的极高热导率,相比无连接界面处（2530W/mK）仅有极小程度的降低。在优化工艺下实现了英寸级大面积的单晶金刚石同质连接样品的制备。最后,采用同质连接技术对金刚石宏观及微纳尺度的三维结构进行了设计制备,验证了宏观三维结构的内应力和缺陷分布,制备了极窄几乎无应力区的优质界面;微纳尺度三维周期有序结构由于其结构特殊性,实现了光学反射增益和法布里波罗干涉,突破了该结构传统上仅能制备多晶/纳米晶态的限制,实现了单晶态的金刚石光子晶体结构,在提升光学性能的同时具备了单晶金刚石其他典型的优异属性。上述结构的实现可满足航空航天领域电子器件热管理及光学元件等应用中对具有异形三维结构、多尺度空间结构的材料解决方案的迫切需求。
段鹏[7]（2020）在《MPCVD法生长单晶金刚石研究》文中研究表明金刚石不仅可以作为一种宝石,而且还作为一种具有特殊的物理、化学和光学性质的材料,在不同领域均有应用价值。因为其拥有的高强度、高硬度、热膨胀系数小、高导热性、化学稳定性、优越的透光性和半导体的性质,在世界范围内引起了广泛的研究兴趣。随着人工合成技术的发展,单晶金刚石（SCD）的制备成为可能,因此金刚石的应用变得更加广泛。除去传统的珠宝装饰、精密切削、磨具磨料等应用领域,金刚石材料在微电子机械系统、声学器件、半导体器件、生物医疗、量子通讯等领域的应用日益受到学术界和产业界的关注。特别是在半导体器件领域,基于其优异的半导体性质,如超宽的带隙、高的热导率、高的击穿电压和载流子迁移率以及强的抗辐射能力等,金刚石材料被称作“终极半导体”,在高压、高功率、高频电子器件等领域有着广泛应用前景,是目前研究的热点课题。然而,相比于其他成熟的材料,金刚石材料特别是SCD材料制备仍存在诸多的问题。随着金刚石在半导体器件等领域的应用,首要解决的就是大尺寸高速率高质量的SCD制备问题。在众多的制备方法中微波等离子化学气相沉积方法（MPCVD）是现阶段最为成熟,也是目前获得高质量大面积SCD材料的唯一方法。本文采用MPCVD方法,选取低表面粗糙度高温高压（HTHP）金刚石作为同质外延金刚石的衬底材料,通过调整优化包括衬底晶向偏离角、生长温度、腔室压力、气体种类及浓度等生长条件获得高质量高速率的SCD薄膜。高质量的HTHP金刚石表面是同质外延的首要条件。观察了激光切割后金刚石的表面形貌、抛光过程中的状态的转化情况,以及抛光后金刚石的表面损伤及结晶质量。经过机械抛光和化学机械抛光两步抛光过程,激光切割带来的金刚石表面碳化层和损伤层被有效去除,表面粗糙度达到0.764nm。论文中利用自制的不同晶向偏离角的衬底研究了晶向偏离角对生长的影响,发现使用具有晶向偏离角的衬底能有效抑制外延过程中金刚石表面金字塔成核现象的发生,提高外延金刚石质量。温度对外延金刚石的影响主要体现在生长速率方面和对氮的掺杂效率方面,提高腔室压力可以有效提高生长速率和外延金刚石质量。氧气的加入改善了外延金刚石的质量,但同时降低了金刚石的沉积速率。随着氧气浓度的增加,生长速率线性减小。利用高分辨X射线衍射,研究了 SCD中的晶格平面弯曲行为。实验中发现HTHP衬底（100）晶格平面弯曲具有各向异性,即晶格平面在生长过程中产生的晶格平面弯曲并非严格的球面弯曲。MPCVD制备的SCD的晶格平面弯曲主要取决于衬底本身。随着衬底的晶格平面弯曲的增加,SCD的晶格平面弯曲变得更加严重,并且这种类型的晶格平面弯曲无法恢复。MPCVD生长实验表明,衬底的生长参数,如温度、生长时间和压力会影响SCD的晶格平面弯曲。为探索晶格平面弯曲的机理,我们研究了衬底表面温度分布与SCD晶格平面弯曲的关系,并提出了晶格平面弯曲模型及晶格平面弯曲形成机理:衬底表面温度分布不均匀是CVD金刚石晶格面弯曲的主要原因。
王希玮[8]（2020）在《以HPHT单晶片为衬底的MPCVD金刚石单晶马赛克拼接的研究》文中研究表明金刚石具有超高的硬度、高热导率、高热稳定性和超宽的禁带宽度且广域透光等优异的理化性能,被称为“终极半导体材料”,因此受到了各领域的广泛关注。然而受制于单晶金刚石生长机理与设备能力的限制,英寸级高质量的金刚石单晶材料依然无法实现低成本、高重复性的产业化制备,这限制了其在半导体领域的后续研究与应用。目前突破大尺寸金刚石单晶尺寸生长的方法主要包括大尺寸化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,后文简称CVD）异质外延法与CVD同质外延马赛克拼接法。前者使用2英寸以上的硅衬底,通过微波等离子体化学气相沉积（Mirowave plasma Chemical Vapor Deposition,后文简称 MPCVD）技术进行异质外延生长金刚石材料。生长过程中通过多晶颗粒间的边界融合不断提高金刚石外延层的晶体质量;而马赛克拼接法使用金刚石单晶片进行紧密拼接作为大尺寸衬底在MPCVD设备中进行金刚石沉积,通过各片之间的侧向外延进行接缝处的连接,完成大尺寸MPCVD同质外延金刚石单晶的制备。本文分析了当前以“克隆”法制备拼接衬底的马赛克拼接片的技术路线的技术细节与难点,并结合了国内大尺寸高温高压（High pressure High Temperature,后文简称HPHT）金刚石生长的产业优势与MPCVD高质量同质外延优势,提出了一条完整的以高质量HPHT金刚石单晶片衬底作为马赛克拼接衬底,利用高生长压力的MPCVD设备进行同质外延生长金刚石单晶片的技术路线。并通过对HPHT与MPCVD金刚石制备的理论分析与试验研究,并最终获得了高质量英寸级MPCVD金刚石单晶片。本文主要研究内容如下:1.高质量大尺寸HPHT金刚石单晶衬底片的制备与表征为了能够了解金刚石单晶在高温高压环境下的生长机理,本文利用有限元模拟仿真软件AnasysTM对HPHT金刚石单晶生长六面顶压机与合成块结构进行了测绘,通过对合成块中重点材料的热导率与电阻率分析、有限元分割与边界条件设置,完成了 HPHT金刚石单晶生长腔室的建模。通过调整合成块内部发热体与功能体的尺寸,探索各结构变化对于金刚石单晶径向与轴向温度梯度与生长速率的影响。通过缩小生长腔室内部轴向与径向温度分布梯度,保证金刚石单晶体在生长过程中的外形尺寸。使用优化后的合成块结构进行HPHT金刚石单晶生长探索试验,制备出了厘米级尺寸的高质量HPHT金刚石单晶体。使用激光切割、晶片表面研磨与精细抛光,制备出了大尺寸低表面粗糙度的HPHT金刚石单晶衬底片,并利用拉曼光谱、X射线衍射与变温热导率等检测手段分析和研究了衬底片的晶体质量和物理性质。2.MPCVD金刚石单晶的生长探索与表征对MPCVD同质外延金刚石单晶的影响因素进行了分析与验证,探讨了生长过程中压力、温度、甲烷浓度与微波功率等设备与工艺因素对生长质量与速率的影响。探索了针对300torr高生长压力环境下进行高质量MPCVD金刚石单晶同质外延沉积生长的工艺参数,并使用HPHT金刚石单晶片作为衬底,制备了高质量单晶同质外延层。利用激光共聚焦显微镜观察到金刚石侧向外延区域的台阶流方向扭转现象。利用拉曼光谱和X射线衍射手段分析了衬底表面同质外延与侧向外延区域晶体应力与质量的差异,结果显示MPCVD金刚石生长的侧向外延区域也能够获得较高的晶体质量,证明了马赛克拼接生长衬底相互结合的可行性。通过使用晶格模拟仿真了 MPCVD金刚石单晶边缘处侧向生长区域表面的原子分布,证明了侧向外延表面[100]方向台阶流扭转向[110]方向,验证了衬底从中心到边缘CH3与C2H2基团浓度分布的变化。制备了 MPCVD金刚石基场效应晶体管（MESFET）紫外线光电器件,测试结果显示该器件属于增强型器件,其饱电流约为6μA,阈值电压为-0.7V,开关比为105,该器件对210nm的紫外光具有高重复的明显响应现象,光暗比可达105,验证了 MPCVD金刚石同质外延晶体质量满足器件制备要求。3.英寸级金刚石单晶马赛克拼接片的制备与表征以四片5mmX 5mm尺寸高质量HPHTⅡa型金刚石单晶片作为衬底,使用MPCVD设备进行了金刚石单晶马赛克拼接的试验与探索。成功制备了无明显接缝与表面多晶区域的高质量11.75mmX 11.72mm金刚石单晶马赛克拼接片。通过对生长24小时与48小时拼接片表面的多个位置的观察与对比,分析了马赛克拼接片表面形貌的变化规律。使用拉曼光谱扫描的手段对拼接片表面的接缝区域进行了测试,对内部应力区域分布进行了分析,发现了拼接缝处的应力与拼接缝位置分布基本一致并随接缝处台阶的移动而发生偏移。使用激光共聚焦显微镜的高度扫描与X射线衍射分析并对比各衬底片台阶形态与（100）晶面倾斜角方向之间的关系,证明了拼接过程中的表面台阶移动方向与衬底片（100）晶片倾斜方向无关,而与各衬底晶片的表面状态与厚度相关。通过对比本实验衬底与“克隆”法制备的金刚石单晶衬底的区别与结果,提出了制备高质量马赛克拼接片所需要的衬底的制备要求。总结本实验中样品表面形貌与接缝区域形态的变化,阐述了马赛克拼接过程中台阶流的跨衬底移动与接缝掩蔽的机理。最后使用4片10mmX 10mm尺寸的金刚石单晶片成功制备了高质量无明显接缝的英寸级尺寸的金刚石单晶马赛克拼接片。
许平[9]（2020）在《CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究》文中指出随着核技术的广泛应用,核辐射探测器所面临的应用环境也变得越来越苛刻。辐射防护及辐射环境的安全可控也变得越来越重要。传统的半导体材料如硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）、碳化硅（SiC）、氮化镓（GaN）等制成的半导体核辐射探测器,已经难以满足核裂变、核聚变、加速器、外太空等高温、高辐射环境下安全服役的要求,必须寻找新的材料制作新一代核辐射探测器。金刚石具有优异的光、电、热、机械及抗辐照性能,己成为制作新一代辐射探测器的首选材料。探测器级金刚石膜的制备、金刚石探测器的研制、各种辐射环境中金刚石膜探测器的应用,已经成为国内外辐射探测技术领域比较热门的课题。由于辐射探测技术往往与国防建设等有着直接密切的关系,目前人工合成高品质的金刚石及金刚石探测器核心技术,主要掌握在奥地利、美国的少数几家公司手中,我国使用的一些高品质金刚石探测器依赖于进口。研制用于强辐射环境下的高品质金刚石探测器,掌握自主知识产权,有利于实现核心部件的国产化。本文简要阐述了核辐射的概念、四种常见核辐射的探测原理、三类辐射探测器及探测器主要的性能指标、金刚石探测器的三个优势特点。重点介绍了国内外金刚石探测器相关的研究进展,通过分析金刚石探测器对带电粒子、中子探测的工作原理、金刚石探测器的性能指标、制作方法等,归纳总结出了金刚石探测器的制备所面临的难点和解决办法。最为突出的困难是:人造金刚石膜是有缺陷的晶体材料,材料品质难以达到探测器理想性能的要求。解决办法一是优化制备工艺过程参数提高金刚石膜的纯度并减少晶界缺陷,满足探测器的要求。二是设计制备多样化的金刚石探测器电极结构,满足不同环境安全服役的需求。本文采用优化了的电子辅助化学气相沉积装置（Electron Assisted Chemical Vapor Deposition,EACVD）制备了探测器级金刚石膜。依据各种服役环境的需求,研制了X射线、中子、磁脉冲等三种金刚石膜探测器。并分别在Z箍缩X射线、核聚变中子辐射、大脉冲电流强磁场辐射环境下,进行了一系列探测、实验评价。本文采用蒸发率明显低于钨、热电子发射率要比钨高近1个数量级的钽热丝替代原EACVD装置中的钨热丝,并将钽热丝阵列丝间距优化减至4mm、热丝均匀等离子体面积优化增至60mm×60mm;将原EACVD装置中的沉积台冷却水道优化为环状细流道,以提高金刚石膜沉积台温度均匀性;将原EACVD装置中的直流放电模式优化为脉冲放电模式,抑制电弧放电以减少热丝溅射形成的膜杂质,并制备出了晶粒尺度达百微米级的高纯度金刚石膜。针对Z箍缩装置X射线探测的特点,本文将叉指宽度为25μm、相邻叉指间距为25μm的叉指电极,印在60mm×60mm×500μm的晶粒尺度百微米级高纯金刚石膜上,制成X射线探测器,并在Z箍缩强X射线装置上进行了实验测量,验证了该金刚石探测器具有良好的鲁棒性,可应用于高能量脉冲X射线探测。本文采用4.5mm×4.5mm×500μm的单晶金刚石膜和由一个平板金电极与一个轨道形金电极形成的三明治结构,研制出了用于氘氚聚变中子探测的金刚石中子探测器。电场分布数值模拟结果表明该结构电极附近电场明显增强,单位面积的电极收集的电流强度也增强了2倍;在30kV/cm的电场下,实测的探测器暗电流小于0.1nA;该探测器测量的D-T聚变中子源通量约为7.5×105/（s.cm2）,并测到了中子能谱12C（n,α）9Be反应的中心为8.28MeV的特征峰,其能量分辨率优于1.69%;同时还检测到了一个中心能量为6.52MeV的12C（n,n’）3α反应特征峰,其能量分辨率大于7.67%。本文采用优化后的EACVD装置制备了厚度为20μm的多晶金刚石膜作为基体和绝缘材料;利用金刚石膜正反表面上刻印内径、宽度和厚度分别为0.8 mm、50μm和1μm的金环组成两个对称的差分回路研制出了差分磁探针。脉冲磁场的实际测量结果表明,该差分磁探针信号匹配符号反转、显示了良好的共模抑制比、具有ns级时间分辨率和mm级空间分辨率。
王振湉[10]（2020）在《MPCVD制备金刚石膜的晶型调控和光透过率的研究》文中研究指明金刚石具有一系列优异的物理化学性能,其中光学级、电子级金刚石在航空航天、核聚变及X射线探测器等高端领域发挥难以替代的作用被认为是21世纪具有发展潜力的材料之一。MPCVD法被普遍认为是制备高质量金刚石薄膜的优异方法,高功率高气压环境是提高金刚石膜沉积速率、优化晶型质量的有效手段,因而在高功率高气压等离子体氛围下研究金刚石膜晶型调控规律十分必要。本文使用10k W-2.45GHz环形天线谐振腔式MPCVD装置,在高功率高气压气氛下,对金刚石膜的晶型调控和光透过率的工艺进行研究,同时,使用75k W-915 MHz MPCVD装置对金刚石膜的均匀性和晶型开展研究,具体内容如下:1.利用Comsol软件模拟2.45GHz MPCVD装置在不同输入功率下基片台上方电场强度及分布,结果表明高功率下基片台上方的电场强度和范围都有显着提高,有利于适宜高质量金刚石膜沉积的等离子体环境产生。2.使用2.45GHz MPCVD装置在高功率高气压条件下研究影响金刚石膜晶型的工艺要素,从不同的预处理、漏气率、CH4浓度和沉积时长条件展开,结果表明均匀的划痕密度有利于平整性高、晶型一致性好的金刚石膜沉积;高漏气率下氮气的掺入致使二次形核严重和空腔含量增多,降低金刚石晶型质量;CH4浓度对金刚石晶体形貌有很大影响,1.5%～2.5%CH4浓度下制备的金刚石晶型较好;随着沉积时间的延长,晶粒尺寸扩大,晶型种类的复杂度降低;最终在功率5.3k W,气压15k Pa,2.5%CH4下制备出直径50mm透光性良好的自支撑膜。3.利用Comsol模拟仿真软件对915MHz MPCVD装置在不同输入功率、水冷台尺寸偏差和不同的基片台高度下的基片台上方的电磁场分布做模拟研究,结果表明高功率下,基片台上方的电场强度及强场区范围都有明显升高;装置水冷台的尺寸偏差对空间电场分布、叠加模式、等离子体状态影响大;基片台高度变化对基片台上方径向电场分布有较大影响,并估测出较为合适的高度范围20～35mm。4.使用915MHz MPCVD装置,在高功率下研究基片台高度对大面积金刚石膜均匀性和晶型的影响,结果表明基片台高度和大小对电场分布和等离子体空间位置有所影响,进而影响大面积金刚石的均匀性,最终在25mm基片台高度下制备出直径100mm均匀性晶型颜色良好的金刚石膜,在27mm基片台高度下制备出直径150mm均匀性晶型颜色良好的金刚石薄膜。
二、计算机控制CVD金刚石生长系统的研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、计算机控制CVD金刚石生长系统的研究（论文提纲范文）
（1）金刚石薄膜辐射探测器关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第二章 金刚石辐射探测理论 |
| 2.1 金刚石材料制作辐射探测器的优势 |
| 2.1.1 金刚石材料性质 |
| 2.1.2 CVD金刚石的制备方法 |
| 2.1.3 金刚石薄膜的制备 |
| 2.2 金刚石辐射探测机理 |
| 2.2.1 γ射线与物质的相互作用 |
| 2.2.2 金刚石探测器的工作原理 |
| 2.2.3 金刚石探测器的性能描述 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 CVD金刚石紫外辐射响应微观表征 |
| 3.1 Raman散射对金刚石的表征 |
| 3.2 AFM对金刚石膜表面形貌的表征 |
| 3.3 金刚石膜微观区域紫外响应特性 |
| 3.3.1 暗电流密度特性 |
| 3.3.2 表面光电流响应特性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 CVD金刚石辐射器探测器实验研究 |
| 4.1 CVD金刚石辐射探测器设计 |
| 4.1.1 探测器电极结构 |
| 4.1.2 探头的制作 |
| 4.1.3 探头的封装 |
| 4.1.4 探头暗电流测试 |
| 4.1.5 辐射探测电路系统设计与制作 |
| 4.2 γ射线的探测 |
| 4.2.1 实验装置 |
| 4.2.2 实验结果与分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所取得的研究成果 |
| 致谢 |
（2）CVD金刚石涂层复杂形状刀具制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 金刚石 |
| 1.1.1 金刚石的性质 |
| 1.1.2 CVD金刚石薄膜制备方法 |
| 1.2 热丝CVD法制备金刚石膜的前置条件 |
| 1.2.1 碳源的选择与影响 |
| 1.2.2 基体材料 |
| 1.2.3 热丝的选择和处理 |
| 1.2.4 热丝温度的选择 |
| 1.2.5 热丝与基体之间的间距对金刚石薄膜生长的影响 |
| 1.3 CVD金刚石涂层刀具国内外现状 |
| 1.4 本论文的研究意义与内容 |
| 2 实验 |
| 2.1 CVD金刚石薄膜的制备原理 |
| 2.2 实验装置 |
| 2.2.1 电源系统 |
| 2.2.2 真空系统 |
| 2.2.3 气源系统 |
| 2.2.4 冷却系统 |
| 2.2.5 测温装置 |
| 2.2.6 样品安放台 |
| 2.2.7 Ta丝 |
| 2.2.8 热丝支撑结构 |
| 2.3 金刚石薄膜制备 |
| 2.3.1 热丝碳化 |
| 2.3.2 基体预处理 |
| 2.3.3 偏压形核 |
| 2.3.4 热丝降温工艺 |
| 2.3.5 金刚石薄膜沉积参数 |
| 2.4 表征方法 |
| 2.4.1 扫描电子显微镜 |
| 2.4.2 拉曼光谱 |
| 2.5 切削实验 |
| 2.5.1 工件材料 |
| 2.5.2 钻孔参数 |
| 2.5.3 评价方法 |
| 3 实验结果与分析 |
| 3.1 硬质合金基体状态 |
| 3.1.1 成分分析 |
| 3.1.2 硬质合金表面形貌 |
| 3.2 HFCVD金刚石沉积 |
| 3.2.1 WC硬质合金钻头预处理 |
| 3.2.2 金刚石涂层钻头(降温工艺一,沉积2h) |
| 3.2.3 金刚石涂层钻头(降温工艺二,沉积8h) |
| 3.2.4 金刚石涂层钻头(降温工艺三,沉积8h) |
| 3.2.5 金刚石涂层铰刀(降温工艺四,沉积8h) |
| 3.2.6 金刚石涂层铰刀(降温工艺二,沉积8h) |
| 3.2.7 金刚石涂层铣刀(降温工艺二,沉积8h) |
| 3.2.8 拉曼光谱 |
| 3.3 后刀面磨损量及被加工件质量 |
| 4 仿真模拟与分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CFD理论基础以及FLUENT仿真软件 |
| 4.3 仿真模型的建立与网格划分 |
| 4.4 仿真计算及结果分析总结 |
| 5 讨论 |
| 5.1 降温工艺对金刚石薄膜质量的影响 |
| 5.2 硬质合金基体缺陷对于金刚石薄膜脱落的影响 |
| 5.3 仿真结果对于实验的指导意义 |
| 5.4 切削实验 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（3）金刚石涂层激光表面微织构与石墨的协同减摩机理研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 化学气相沉积金刚石涂层制备与研究现状 |
| 1.2.1 形膜过程 |
| 1.2.2 制备方法 |
| 1.2.3 研究现状及发展前景 |
| 1.3 CVD金刚石涂层摩擦磨损性能研究进展 |
| 1.3.1 CVD金刚石涂层摩擦磨损机理 |
| 1.3.2 CVD金刚石涂层摩擦学性能影响因素 |
| 1.3.3 降低CVD金刚石涂层摩擦力的措施 |
| 1.4 刀具表面织构的研究进展及应用现状 |
| 1.4.1 减摩织构的研究进展 |
| 1.4.2 涂层刀具表面微织构的应用现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第二章 CVD金刚石涂层微织构减摩理论基础 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 CVD金刚石涂层表面微织构的纳秒激光加工 |
| 2.2.1 纳秒激光与物质相互作用原理 |
| 2.2.2 激光诱导金刚石涂层石墨化机理 |
| 2.2.3 纳秒激光刻蚀CVD金刚石涂层材料去除机制 |
| 2.3 石墨化阈值与气化阈值研究 |
| 2.3.1 纳秒激光刻蚀金刚石涂层温度场仿真模型的建立及求解 |
| 2.3.2 石墨化和气化阈值的理论推算 |
| 2.4 微织构刀具切削性能的研究 |
| 2.4.1 微织构刀具的切削力理论分析 |
| 2.4.2 微织构对刀具摩擦磨损特性的影响 |
| 2.5 石墨的减摩性能 |
| 2.5.1 金刚石和石墨的区别与联系 |
| 2.5.2 石墨减摩机理 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 CVD金刚石涂层微织构制备及摩擦试验方案设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CVD金刚石涂层制备过程 |
| 3.2.1 涂层的表面形貌 |
| 3.2.2 涂层的表面粗糙度 |
| 3.2.3 涂层的拉曼光谱检测 |
| 3.2.4 涂层膜基结合力检测 |
| 3.3 CVD金刚石涂层微织构的参数设计 |
| 3.3.1 加工设备及工艺介绍 |
| 3.3.2 表面织构形貌设计 |
| 3.3.3 表面织构参数设计 |
| 3.4 摩擦学试验设计 |
| 3.4.1 试验方案 |
| 3.4.2 加工设备及工艺介绍 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CVD金刚石涂层微织构摩擦磨损试验 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 织构参数对金刚石涂层石墨化程度的影响 |
| 4.2.1 织构形貌和织构密度对金刚石涂层石墨化程度的影响 |
| 4.2.2 织构深度对金刚石涂层石墨化程度的影响 |
| 4.3 织构参数对金刚石涂层摩擦系数的影响 |
| 4.3.1 织构形貌和织构面密度对摩擦系数的影响 |
| 4.3.2 织构深度对摩擦系数的影响 |
| 4.4 织构参数对金刚石涂层和对磨钢球磨损形貌的影响 |
| 4.4.1 织构形貌和织构面密度对金刚石涂层及钢球磨损形貌的影响 |
| 4.4.2 织构深度对金刚石涂层和钢球磨损形貌的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间取得成果 |
（4）金刚石表面状态控制及应用基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 金刚石的性能及制备方法 |
| 2.1.1 金刚石的优异性能 |
| 2.1.2 金刚石的制备 |
| 2.1.3 国内外金刚石制备技术的发展 |
| 2.2 金刚石表面的高效机械平整化控制 |
| 2.2.1 金刚石的化学辅助机械抛光 |
| 2.2.2 催化金属辅助摩擦抛光 |
| 2.2.3 高速动态摩擦抛光 |
| 2.3 金刚石的等离子体刻蚀表面状态控制 |
| 2.3.1 金刚石等离子体刻蚀原理 |
| 2.3.2 金刚石刻蚀形貌演变机制 |
| 2.3.3 金刚石的氧基等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.3.4 金刚石的氢等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.4 金刚石质量损伤及表面键态对其应用性能的影响 |
| 2.4.1 质量损伤及表面键态对电磁波环境下介电特性的影响 |
| 2.4.2 质量损伤及表面键态对表面导电及输运特性的影响 |
| 3 研究内容和实验方法 |
| 3.1 研究内容和思路 |
| 3.1.1 研究内容 |
| 3.1.2 研究思路 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 金刚石膜片的制备方法 |
| 3.2.2 金刚石膜片表征方法 |
| 3.2.3 金刚石的预处理及处理后的表面状态 |
| 4 金刚石高速机械平整化控制过程及表面键态演变机制 |
| 4.1 不同质量金刚石膜片的制备及表征 |
| 4.1.1 金刚石膜片的制备及预处理 |
| 4.1.2 金刚石膜片的基本物相特征 |
| 4.2 金刚石膜片的高速平整化控制系统及过程 |
| 4.3 金刚石高速平整化过程的控制影响因素 |
| 4.3.1 平整化过程外加载荷的影响 |
| 4.3.2 平整化过程持续时间的影响 |
| 4.3.3 平整化过程线性速度的影响 |
| 4.4 金刚石高速平整化过程控制优化 |
| 4.5 基于优化高速平整化过程的金刚石膜片表面状态 |
| 4.6 金刚石高速平整化机制及表面键态演变 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 高速机械平整化金刚石质量损伤精细分析及对应用响应的影响 |
| 5.1 金刚石高速平整化所致亚表面损伤的演化分析 |
| 5.2 金刚石动态抛光质量损伤的拉曼光谱精细分析 |
| 5.3 不同质量多晶金刚石的亚表面损伤分析 |
| 5.4 金刚石质量损伤的太赫兹精细分析及响应 |
| 5.4.1 金刚石膜片损伤控制及质量分析 |
| 5.4.2 金刚石太赫兹超精细质量分析应用测试系统 |
| 5.4.3 金刚石质置差异及损伤对太赫兹波段精细吸收响应的影响 |
| 5.4.4 金刚石质量差异及损伤对太赫兹波段介电响应的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 金刚石氧基等离子体刻蚀表面形貌演变及状态控制 |
| 6.1 金刚石制备及表面等离子刻蚀控制 |
| 6.1.1 金刚石膜片的制备及质量检测 |
| 6.1.2 ICP反应离子刻蚀控制 |
| 6.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀速率 |
| 6.3 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀表面形貌控制 |
| 6.3.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.3.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.4 基于优化刻蚀工艺的图形化单晶金刚石表面平整化控制应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 金刚石不同氧基体系等离子刻蚀表面反应与键态 |
| 7.1 金刚石不同氧基体系ICP刻蚀的化学反应过程 |
| 7.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀的物相及表面键态 |
| 7.2.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.2.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.3 金刚石不同气基体系ICP反应离子刻蚀温度变化 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 金刚石氢基等离子体表面形貌及半导体化控制 |
| 8.1 金刚石的制备及质量表征 |
| 8.2 未半导体化(绝缘)表面键态 |
| 8.3 金刚石氢等离子体表面状态控制及演变 |
| 8.3.1 金刚石氢等离子体刻蚀表面形貌控制 |
| 8.3.2 金刚石表面氢等离子体刻蚀形貌演变机制 |
| 8.3.3 金刚石表面氢等离子体刻蚀表面状态演变 |
| 8.4 金刚石表面氢等离子体半导体化及SGFET结构制备 |
| 8.4.1 金刚石表面氢等离子体半导体化过程控制优化 |
| 8.4.2 基于表面半导体化金刚石膜片结构设计及制备 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 金刚石表面碳氢键的应用损伤及无损修复 |
| 9.1 氢终端金刚石液态环境的直流特性响应 |
| 9.2 金刚石表面碳氢键的反应损伤 |
| 9.3 金刚石表面氢终端键无损修复 |
| 9.3.1 金刚石负电势线性扫描及表面碳氢键的修复 |
| 9.3.2 表面键态修复后的金刚石性能 |
| 9.4 金刚石表面化学键反应与修复机制 |
| 9.5 本章小结 |
| 10 结论 |
| 11 创新点 |
| 12 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（5）高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 符号对照表 |
| 缩略语对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石材料特性、应用及分类 |
| 1.1.1 金刚石物理特性和应用 |
| 1.1.2 金刚石材料的分类 |
| 1.2 CVD金刚石核探测器研究背景 |
| 1.2.1 金刚石制作核探测器优势 |
| 1.2.2 CVD金刚石材料的生长 |
| 1.3 CVD金刚石核探测器国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外发展现状 |
| 1.3.2 国内发展现状 |
| 1.3.3 金刚石核探测器的发展趋势 |
| 1.4 本文研究目标和内容安排 |
| 第二章 核辐射与核探测器相互作用机理 |
| 2.1 常见射线类型与放射源 |
| 2.2 探测器与核辐射的相互作用机理 |
| 2.2.1 核探测器与α粒子的相互作用机理 |
| 2.2.2 核探测器与X/γ射线的相互作用机理 |
| 2.2.3 X/γ射线的吸收与辐射剂量学 |
| 2.3 金刚石核探测器的工作原理 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 金刚石材料的表征分析与单晶生长 |
| 3.1 核探测器的载流子输运 |
| 3.2 金刚石样品选型 |
| 3.3 金刚石的非破坏性表征分析 |
| 3.3.1 FTIR-金刚石类型甄别 |
| 3.3.2 拉曼光谱 |
| 3.3.3 PL光谱 |
| 3.3.4 XRD-结晶质量分析 |
| 3.4 高质量CVD单晶金刚石材料生长 |
| 3.4.1 CVD金刚石生长设备 |
| 3.4.2 生长优化 |
| 3.4.3 生长过程 |
| 3.4.4 生长材料表征 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 CVD金刚石核探测器的阿尔法粒子响应特性研究 |
| 4.1 探测器的能谱特性参数与测试方法 |
| 4.1.1 电荷收集效率 |
| 4.1.2 能量分辨率 |
| 4.1.3 暗电流 |
| 4.1.4 时间响应特性 |
| 4.1.5 结构参数 |
| 4.1.6 测量方法 |
| 4.2 高性能氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器 |
| 4.2.1 引言 |
| 4.2.2 器件结构设计与制备 |
| 4.2.3 暗电流与能谱特性 |
| 4.2.4 时间特性 |
| 4.2.5 结论 |
| 4.3 体材料特性对CVD金刚石核探测器性能影响研究 |
| 4.3.1 引言 |
| 4.3.2 材料选取 |
| 4.3.3 单晶金刚石核探测器 |
| 4.3.4 多晶金刚石的能谱特性 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 金刚石核探测器的X射线响应研究 |
| 5.1 性能参数与测试方法 |
| 5.1.1 性能参数 |
| 5.1.2 测试方法 |
| 5.2 氢氧终端CVD单晶金刚石核探测器对X射线响应 |
| 5.2.1 引言 |
| 5.2.2 器件制作与电流电压特性 |
| 5.2.3 器件的电流时间响应特性 |
| 5.2.4 分析与讨论 |
| 5.3 氢氧终端CVD多晶金刚石核探测器对X射线响应 |
| 5.3.1 器件制作与电流电压特性 |
| 5.3.2 器件的电流时间响应特性 |
| 5.3.3 分析与讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 金刚石HfZrO_x/Al_2O_3介质MEISFET器件研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 介质优化 |
| 6.2.1 HfZrO_x/Al_2O_3叠层栅介质 |
| 6.2.2 介质层厚度优化 |
| 6.3 器件工艺与特性分析 |
| 6.3.1 器件工艺流程 |
| 6.3.2 器件特性分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（6）单晶金刚石同质连接机制、结构及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源及研究背景 |
| 1.2 金刚石 |
| 1.2.1 金刚石与钻石 |
| 1.2.2 金刚石的结构 |
| 1.2.3 金刚石的理化性质 |
| 1.3 人造金刚石技术 |
| 1.3.1 高温高压法(HPHT) |
| 1.3.2 化学气相沉积法(CVD) |
| 1.3.3 金刚石的同质连接技术 |
| 1.4 CVD金刚石国内外研究现状及简析 |
| 1.4.1 高品质单晶金刚石的相关研究 |
| 1.4.2 大尺寸、大面积金刚石研究现状 |
| 1.4.3 研究现状简析及创新点 |
| 1.4.4 研究意义 |
| 1.5 总体思路和组织结构 |
| 1.5.1 总体思路 |
| 1.5.2 本文组织结构 |
| 第二章 实验设备及方法简介 |
| 2.1 MPCVD金刚石生长系统 |
| 2.2 拉曼光谱(Raman)及光致发光光谱(PL) |
| 2.3 共聚焦激光扫描显微镜与光学表面轮廓仪 |
| 2.4 扫描电镜(SEM)及聚焦离子束(FIB) |
| 2.5 X射线衍射、摇摆曲线与极图 |
| 2.6 发光光谱仪 |
| 第三章 同质外延单晶金刚石生长机理及动力学研究 |
| 3.1 同质外延初期籽晶表面演化动力学过程 |
| 3.1.1 籽晶及其准备 |
| 3.1.2 生长前的表面处理 |
| 3.1.3 初期表面演化与台阶流动模式形成 |
| 3.2 中断生长的影响 |
| 3.2.1 中断-继续生长引入缺陷和杂质富集界面 |
| 3.2.2 中断生长对台阶流动模式的扰乱与复原 |
| 3.3 高密度等离子体强辅助工艺研究 |
| 3.3.1 等离子体环境的监测 |
| 3.3.2 高低功率密度下的等离子体状态 |
| 3.3.3 高功率密度等离子体下金刚石的高速沉积 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 同质连接过程及技术研究 |
| 4.1 金刚石同质连接的广义概念 |
| 4.2 金刚石同质连接的动力学过程 |
| 4.3 金刚石横向生长研究 |
| 4.3.1 直立生长的实验过程 |
| 4.3.2 温度梯度测定 |
| 4.3.3 生长形貌及晶态的梯度分布及拉曼光谱 |
| 4.4 大尺寸同质连接金刚石样品的制备 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 同质连接单晶金刚石性能表征与分析 |
| 5.1 同质连接单晶金刚石界面质量分析及优化 |
| 5.1.1 同质连接样品制备和界面质量优化 |
| 5.1.2 同质连接界面的晶体质量表征 |
| 5.1.3 同质连接界面的微纳精细表征 |
| 5.2 同质连接单晶金刚石热学性能 |
| 5.2.1 热导率的测试 |
| 5.2.2 等效界面热阻的测算 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 同质连接单晶金刚石多尺度三维结构设计 |
| 6.1 同质连接单晶金刚石宏观三维结构设计 |
| 6.1.1 三维空间结构设计和实现过程 |
| 6.1.2 三维结构样品表面及连接界面的形貌及状态 |
| 6.1.3 三维结构单晶金刚石同质连接界面缺陷及应力 |
| 6.1.4 三维结构同质连接单晶金刚石CVD层厚度 |
| 6.2 同质连接单晶金刚石微纳三维结构设计 |
| 6.2.1 光子晶体结构简介 |
| 6.2.2 单晶金刚石反蛋白石光子晶体制备过程 |
| 6.2.3 “自下而上”金刚石同质外延沉积和连接过程 |
| 6.2.4 微纳三维结构同质连接样品的晶态及质量 |
| 6.2.5 同质连接单晶金刚石微纳三维结构的光学性能 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（7）MPCVD法生长单晶金刚石研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 金刚石晶体结构与应用 |
| 1.1.1 金刚石晶体结构 |
| 1.1.2 金刚石性质与应用 |
| 1.2 人工合成金刚石技术的发展 |
| 1.3 CVD单晶金刚石沉积方法 |
| 1.4 MPCVD单晶金刚石沉积机理 |
| 1.5 MPCVD单晶金刚石研究现状及存在问题 |
| 1.5.1 MPCVD单晶金刚石研究现状 |
| 1.5.2 MPCVD单晶金刚石存在的问题 |
| 1.6 选题及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第2章 实验设备与表征方法 |
| 2.1 MPCVD设备结构和原理 |
| 2.1.1 微波系统 |
| 2.1.2 气路系统 |
| 2.1.3 真空系统 |
| 2.1.4 冷却系统 |
| 2.2 激光切割设备 |
| 2.3 SCD表征设备 |
| 2.3.1 激光共聚焦显微镜 |
| 2.3.2 激光拉曼光谱仪 |
| 2.3.3 高分辨X射线衍射仪 |
| 2.3.4 原子力显微镜 |
| 2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 MPCVD金刚石生长用高表面质量HTHP金刚石衬底制备 |
| 3.1 体块金刚石材料表面取向研究 |
| 3.2 金刚石衬底片取向研究 |
| 3.3 衬底制备过程中表面状态研究 |
| 3.3.1 切割后衬底表面状态 |
| 3.3.2 抛光过程中衬底表面状态变化 |
| 3.4 HTHP衬底片质量表征 |
| 3.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 MPCVD单晶金刚石生长工艺的基本探索 |
| 4.1 温度对金刚石生长的影响 |
| 4.1.1 温度和功率以及腔室压力的关系 |
| 4.1.2 温度对金刚石生长形貌及速率的影响 |
| 4.1.3 生长温度对金刚石质量的影响 |
| 4.2 晶向偏离角对金刚石生长的影响 |
| 4.2.1 晶向偏离角对表面形貌及生长速率的影响 |
| 4.2.2 晶向偏离角对晶体质量的影响 |
| 4.3 生长腔室压力对金刚石生长的影响 |
| 4.3.1 压力对表面形貌及生长速率的影响 |
| 4.3.2 压力对金刚石质量的影响 |
| 4.4 氧气浓度对金刚石生长的影响 |
| 4.4.1 氧气浓度对形貌及生长速率的影响 |
| 4.4.2 氧气浓度对金刚石质量的影响 |
| 4.5 本章总结 |
| 参考文献 |
| 第5章 金刚石晶格平面弯曲的研究 |
| 5.1 高分辨X射线衍射研究晶格平面弯曲的理论基础 |
| 5.2 HTHP金刚石晶格平面弯曲特性研究 |
| 5.2.1 HTHP金刚石晶格平面弯曲的各向异性 |
| 5.2.2 HTHP衬底对CVD金刚石晶格平面弯曲的研究 |
| 5.3 CVD金刚石晶格平面弯曲的特性研究 |
| 5.3.1 生长参数对CVD金刚石晶格平面弯曲的研究 |
| 5.3.1.1 温度及生长时间的影响 |
| 5.3.1.2 生长压力对CVD金刚石晶格平面弯曲的影响 |
| 5.3.1.3 氧气浓度对CVD金刚石晶格平面弯曲的影响 |
| 5.3.2 退火处理对CVD金刚石晶格平面弯曲的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文目录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（8）以HPHT单晶片为衬底的MPCVD金刚石单晶马赛克拼接的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金刚石的晶体结构 |
| 1.3 金刚石的分类 |
| 1.4 金刚石材料的性能与应用 |
| 1.4.1 力学性能 |
| 1.4.2 化学性质 |
| 1.4.3 电学性质 |
| 1.4.4 光学性质 |
| 1.4.5 热学性质 |
| 1.5 国内外研究进展 |
| 1.5.1 国外金刚石单晶研究经历与现状 |
| 1.5.2 国内研究现状 |
| 1.6 选题意义与研究内容 |
| 1.6.1 选题意义 |
| 1.6.2 研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 试验原理与设备 |
| 2.1 HPHT法金刚石单晶生长原理与设备 |
| 2.1.1 HPHT金刚石生长原理 |
| 2.1.2 HPHT六面顶压机设备 |
| 2.2 MPCVD金刚石单晶生长原理与设备 |
| 2.2.1 MPCVD金刚石生长原理 |
| 2.2.2 MPCVD金刚石生长设备 |
| 2.3 金刚石加工设备 |
| 2.3.1 金刚石激光切割机 |
| 2.3.2 金刚石表面加工设备 |
| 2.4 材料表征设备与原理 |
| 2.4.1 激光共聚焦显微镜 |
| 2.4.2 拉曼光谱仪 |
| 2.4.3 高分辨X射线衍射仪 |
| 2.4.4 X射线光电子能谱仪 |
| 2.4.5 原子力显微镜 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 HPHT金刚石单晶衬底片制备 |
| 3.1 HPHT金刚石单晶生长的模拟仿真 |
| 3.1.1 有限元模拟仿真法介绍 |
| 3.1.2 Ansys模拟仿真生长腔室结构与主要参数 |
| 3.1.3 有限元模型的建立 |
| 3.1.4 生长腔室内部温度梯度模拟仿真与分析 |
| 3.2 HPHT金刚石单晶生长 |
| 3.3 HPHT金刚石单晶片的制备 |
| 3.3.1 HPHT金刚石单晶激光切割 |
| 3.3.2 HPHT金刚石单晶片的研磨 |
| 3.3.3 HPHT金刚石单晶片的精密抛光 |
| 3.4 HPHT金刚石片的质量表征 |
| 3.5 本章小节 |
| 参考文献 |
| 第四章 MPCVD金刚石单晶的生长探索与表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 MPCVD单晶金刚石生长的影响因素 |
| 4.2.1 金刚石单晶衬底 |
| 4.2.2 生长温度与压力的关系 |
| 4.2.3 衬底沉积台结构 |
| 4.2.4 工艺气体与浓度 |
| 4.3 MPCVD金刚石单晶生长的工艺探索 |
| 4.3.1 衬底片的预处理 |
| 4.3.2 微波功率、衬底温度与压力的关系 |
| 4.3.3 甲烷浓度的影响 |
| 4.4 MPCVD金刚石的同质外延生长 |
| 4.5 MPCVD金刚石的同质外延质量的表征 |
| 4.6 MPCVD金刚石表面形貌的分析 |
| 4.7 器件验证 |
| 4.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 金刚石单晶马赛克拼接的生长与表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 厘米级金刚石单晶马赛克拼接生长 |
| 5.2.1 马赛克拼接片衬底 |
| 5.2.2 马赛克拼接片生长 |
| 5.3 马赛克拼接片的表面形貌 |
| 5.4 马赛克拼接片的质量表征 |
| 5.4.1 马赛克拼接片接缝区域拉曼扫描 |
| 5.4.2 马赛克拼接片的X射线衍射分析 |
| 5.4.5 金刚石马赛克拼接片的表面加工 |
| 5.5 马赛克拼接的机理分析 |
| 5.5.1 “克隆”法制备衬底与HPHT金刚石衬底的区别 |
| 5.5.2 衬底间间隙的影响 |
| 5.5.3 马赛克拼接片接缝掩蔽与台阶流移动机理 |
| 5.6 英寸级金刚石马赛克拼接片的制备与表征 |
| 5.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 结论 |
| 6.1 结论与创新点 |
| 6.2 展望 |
| 6.3 后续工作 |
| 致谢 |
| 攻读博士期间发表学生论文目录 |
| 学术期刊论文 |
| 发表发明专利 |
| 参与科研情况 |
| 附录 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（9）CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与研究内容 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究目的及研究内容 |
| 1.1.3 研究思路及创新点 |
| 1.2 核辐射探测原理 |
| 1.2.1 核辐射 |
| 1.2.2 带电重粒子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.3 快电子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.4 X/γ射线与物质相互作用及探测原理 |
| 1.2.5 中子与物质相互作用及探测原理 |
| 1.3 常用的核辐射探测器 |
| 1.3.1 气体探测器 |
| 1.3.2 闪烁体探测器 |
| 1.3.3 半导体探测器 |
| 1.4 辐射探测器的主要性能指标 |
| 1.5 金刚石辐射探测器的优势 |
| 1.5.1 金刚石辐射探测器的材料优势 |
| 1.5.2 金刚石辐射探测器的性能优势 |
| 1.5.3 金刚石辐射探测器的广泛应用 |
| 第2章 金刚石辐射探测器的研究 |
| 2.1 金刚石辐射探测器的国内外研究现状 |
| 2.1.1 国外研究现状 |
| 2.1.2 国内研究现状 |
| 2.2 金刚石辐射探测器的工作原理 |
| 2.2.1 金刚石带电粒子及电磁辐射探测器的工作原理 |
| 2.2.2 金刚石中子探测器的工作原理 |
| 2.3 金刚石辐射探测器的性能指标 |
| 2.4 金刚石辐射探测器的制作过程 |
| 2.5 金刚石辐射探测器制备的难点及解决方法 |
| 2.5.1 金刚石探测器制备的难点 |
| 2.5.2 解决办法 |
| 第3章 金刚石膜的制备及EACVD装置的优化 |
| 3.1 金刚石的性质及类别 |
| 3.2 金刚石膜的性质及应用 |
| 3.3 CVD金刚石膜的制备方法 |
| 3.3.1 金刚石(膜)的制备方法 |
| 3.3.2 几种常用CVD方法的比较 |
| 3.4 金刚石膜的表征方法 |
| 3.5 金刚石膜的成膜机理及EACVD装置优化 |
| 3.5.1 CVD成膜机理 |
| 3.5.2 EACVD装置优化 |
| 第4章 多晶金刚石膜X射线探测器的研制及其在Z箍缩X射线探测中的性能 |
| 4.1 应用背景介绍 |
| 4.2 多晶金刚石膜X射线探测器的研制 |
| 4.2.1 金刚石膜材料的选择 |
| 4.2.2 金刚石膜的制备 |
| 4.2.3 金刚石膜的表征 |
| 4.2.4 金刚石膜的电极制作 |
| 4.2.5 金刚石膜探测器的封装 |
| 4.2.6 金刚石膜探测器的电学特性测试 |
| 4.3 探测器的标定及Z箍缩实验测量结果 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 单晶金刚石膜中子探测器的研制及其在14.1MeV氘氚聚变中子探测中的性能 |
| 5.1 应用背景介绍 |
| 5.2 金刚石中子探测器的研制 |
| 5.3 D-T核聚变反应中子的探测 |
| 5.4 小结 |
| 第6章 CVD多晶金刚石膜脉冲磁场探测器的研制及其探测性能 |
| 6.1 应用背景介绍 |
| 6.2 脉冲磁场差分探测器的研制 |
| 6.3 脉冲磁场差分探测器的测试 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 总结和展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者攻读学位期间的科研成果 |
| 致谢 |
（10）MPCVD制备金刚石膜的晶型调控和光透过率的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 金刚石的结构、性能与应用 |
| 1.1.1 金刚石的结构 |
| 1.1.2 金刚石膜的性质与应用 |
| 1.2 CVD金刚石技术 |
| 1.2.1 CVD金刚石膜沉积机理 |
| 1.2.2 CVD金刚石膜技术简介 |
| 1.3 MPCVD金刚石沉积装置简介 |
| 1.3.1 石英管MPCVD装置 |
| 1.3.2 石英钟罩式MPCVD装置 |
| 1.3.3 圆柱形谐振腔式MPCVD装置 |
| 1.3.4 椭球谐振腔式MPCVD装置 |
| 1.3.5 环形天线谐振腔式MPCVD装置 |
| 1.4 光学级金刚石膜的研究现状 |
| 1.5 本文主要的研究内容 |
| 第2章 实验装置和表征方法 |
| 2.1 实验装置 |
| 2.2 数值模拟方法简介 |
| 2.3 表征方法 |
| 2.3.1 光学显微镜 |
| 2.3.2 扫描电子显微镜 |
| 2.3.3 激光拉曼光谱 |
| 第3章 高功率高气压下金刚石膜晶型调控及光透过率的研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 2.45GHz MPCVD装置的微波电磁场模拟研究 |
| 3.3 不同工艺条件下金刚石膜晶型发育研究 |
| 3.3.1 预处理对金刚石膜晶型的影响研究 |
| 3.3.2 漏气率对金刚石膜晶型的影响研究 |
| 3.3.3 甲烷浓度对金刚石膜晶型的影响研究 |
| 3.3.4 沉积时间对金刚石膜晶型的影响研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 915MHz MPCVD装置沉积大面积金刚石膜均匀性的研究 |
| 4.1 915MHz MPCVD装置电磁场模拟 |
| 4.2 不同输入功率下基片台上方电场强度的模拟 |
| 4.3 装置硬件尺寸对电场分布的影响模拟及优化 |
| 4.3.1 水冷台尺寸的偏差对电场分布的影响 |
| 4.3.2 基片台高度对电磁场空间分布的影响 |
| 4.4 915 MHz MPCVD制备大面积金刚石膜的均匀性和晶型研究 |
| 4.4.1 装置的基片台温度随功率气压提高的变化特性 |
| 4.4.2 制备大面积金刚石薄膜的均匀性和晶型研究 |
| 4.5 915 MHz MPCVD装置制备大面积光学级金刚石膜的难点分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 全文总结和展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表的论文 |
| 致谢 |
四、计算机控制CVD金刚石生长系统的研究（论文参考文献）
- [1]金刚石薄膜辐射探测器关键技术研究[D]. 牛刘敏. 中北大学, 2021(09)
- [2]CVD金刚石涂层复杂形状刀具制备[D]. 迟英民. 大连理工大学, 2021(01)
- [3]金刚石涂层激光表面微织构与石墨的协同减摩机理研究[D]. 韩源. 安徽建筑大学, 2021(08)
- [4]金刚石表面状态控制及应用基础研究[D]. 郑宇亭. 北京科技大学, 2021
- [5]高性能CVD金刚石核探测器及相关电子器件研究[D]. 苏凯. 西安电子科技大学, 2020
- [6]单晶金刚石同质连接机制、结构及性能研究[D]. 舒国阳. 哈尔滨工业大学, 2020
- [7]MPCVD法生长单晶金刚石研究[D]. 段鹏. 山东大学, 2020(10)
- [8]以HPHT单晶片为衬底的MPCVD金刚石单晶马赛克拼接的研究[D]. 王希玮. 山东大学, 2020(08)
- [9]CVD金刚石膜辐射探测器的研制与性能研究[D]. 许平. 南华大学, 2020(01)
- [10]MPCVD制备金刚石膜的晶型调控和光透过率的研究[D]. 王振湉. 武汉工程大学, 2020(01)