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掺硼金刚石薄膜的制备与研究

采用微波等离子体化学气相沉积技术在单晶硅、钛、钼、铌、钽基体上制备掺硼金刚石薄膜。分别采用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪、四探针电阻率测试仪研究其物相组成、表面形貌、晶体结晶性和电阻率。硼原子代替碳原子进入金刚石晶格中,产生更多的缺陷形核中心  (本文共5页) 阅读全文>>

吉林大学
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三维多孔钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备与性能研究

钛基掺硼金刚石薄膜电极由于在电化学方面所表现出来的优异特性,因而在电氧化、电合成、电容器、传感器等领域具有广泛的应用前景。多孔钛基掺硼金刚石薄膜电极与平板钛基掺硼金刚石薄膜电极比较,具有比表面积大、传质效率高等特点,近年来引起人们的关注。本文用热丝化学气相沉积法制备了以三维多孔钛为基体的掺硼金刚石薄膜电极,研究了三维多孔钛基体结构和不同孔隙率对掺硼金刚石薄膜电极的影响。电极的结构和形貌用扫描电镜、XRD、Raman和压汞仪来研究,电化学性质用循环伏安法来测试,电极的工作寿命用加速寿命实验来衡量。结果表明,电极基体表面完全被一层金刚石所覆盖,包括三维基体的表面和孔内表面,形成一种三维多孔BDD/Ti的复合电极材料。与传统的平板电极相比,以不同孔隙率的三维多孔钛为基体的掺硼金刚石薄膜电极可大大提高电极的电化学活性,延长工作寿命,显示了优秀电极材料的潜能。  (本文共62页) 本文目录 | 阅读全文>>

上海交通大学
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低残余应力CVD掺硼金刚石薄膜制备及其图形化技术研究

CVD金刚石薄膜具有高硬度、高热导率、良好的化学稳定性和生物兼容性等优良特性。普通CVD金刚石薄膜是绝缘的,采用掺杂工艺可以使其具有良好的导电性能,导电CVD金刚石薄膜在MEMS传感器领域具有广阔的应用前景。CVD掺硼金刚石薄膜中不可避免地存在残余应力,较大的残余应力会引起MEMS传感器结构失稳,弯曲甚至断裂。因此,研究低残余应力CVD掺硼金刚石薄膜的制备工艺对制造高性能MEMS传感器具有重要的理论意义和实用价值。CVD掺硼金刚石薄膜微悬臂梁结构在MEMS传感器中具有广泛应用,是加速度传感器、AFM探针、悬臂梁微生物传感器等传感器中的关键结构,其图形化结果受到薄膜残余应力的影响存在精度低、性能差、合格率低等问题。本文通过优化沉积工艺参数成功制备了低残余应力CVD掺硼金刚石薄膜,利用图形化技术加工了CVD掺硼金刚石薄膜微悬臂梁,并对其性能进行测试。本文研究内容主要如下:推导了硅基CVD掺硼金刚石薄膜热应力随温度变化的理论计算公式,...  (本文共88页) 本文目录 | 阅读全文>>

武汉工程大学
武汉工程大学

纳米金刚石薄膜的制备与掺硼研究

纳米金刚石(Nano-crystalline diamond, NCD)薄膜具有与微米金刚石相似的较高的热导率、高的弹性模量、高的介质击穿场强和高的载流子迁移率等特性,在高功率及高频半导体器件领域有着非常广阔的应用前景。目前,在NCD薄膜半导体应用研究领域的两个重要问题是:①如何获得大面积、高平整度的NCD工作层;②如何获得较为成熟的NCD掺杂工艺。如果能解决这两个问题,NCD的半导体工业化将指日可待。本文是在新型多模微波等离子体化学气相沉积(Microwave Plasmaenhanced Chemical Vapor Deposition, MPCVD)装置上探讨大面积高平整纳米金刚石薄膜的制备工艺,并在此基础上在不锈钢5kW-MPCVD装置上,进行NCD薄膜的掺硼研究,力图为掺硼纳米金刚石薄膜应用于半导体器件领域提供较好的理论基础。NCD薄膜沉积实验所用新型多模MPCVD装置的微波频率为2.45GHz,最大输出功率为10k...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

大连理工大学
大连理工大学

高掺硼金刚石薄膜的制备及其特性研究

高掺硼金刚石薄膜具有良好的导电能力,在电学和电化学领域有着广泛的应用前景。掺硼金刚石薄膜的掺硼浓度、表面形貌、非金刚石相的含量、晶粒取向等对其电学和电化学性能的影响十分明显。因此研究沉积参数对掺硼金刚石薄膜的表面形貌和结构特性的影响有重要的意义。实验采用热丝化学气相沉积(HFCVD)方法制备了掺硼金刚石薄膜,研究了掺硼浓度、甲烷流量、气体压强和偏压电流对薄膜的影响。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、四点探针等对薄膜进行了表征。工作主要内容和结论如下:(1)研究了硼掺杂对金刚石薄膜生长特性与电学性能的影响。结果表明,适量的硼掺杂有利于提高金刚石薄膜的质量,膜中晶形完整,晶界清晰,非金刚石碳成分较少。随着掺硼浓度的增加,薄膜质量有所下降,晶粒呈现菜花状生长,非金刚石碳增多。掺硼引起Raman光谱中金刚石的一阶拉曼特征峰向低频漂移且在1220cm~(-1)附近出现宽...  (本文共66页) 本文目录 | 阅读全文>>

吉林大学
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钛基掺硼金刚石薄膜电极的制备与电化学研究

金刚石在自然界材料中具有非常优异的力、热、光、电性能和化学惰性,是一种全方位的多功能材料。纯净的金刚石薄膜是一种非常好的绝缘材料,其电阻率可以达到1010Ω·cm以上。但是通过对金刚石薄膜采用离子注入或者掺杂的方法来改变其导电能力,使其由绝缘体变为半导体或者导体,极大地扩展了金刚石薄膜的应用范围。近年来,硼掺杂金刚石(BDD)薄膜以其在电化学方面所表现出来的优异特性和各种应用而引起越来越多的科学工作者的密切关注。研究结果表明,重掺硼金刚石薄膜具有良好的导电性,是一种极佳的电极材料。本文采用微波等离子体化学气相沉积(Microwave Plasma Chemical Vapor Deposition,MPCVD)方法,在钛衬底上制备掺硼金刚石薄膜(Ti/BDD)电极。通过分别改变Ti衬底表面粗糙程度、甲烷流量和硼源流量,制备得到三组样品,利用扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)等方法对样品进行...  (本文共76页) 本文目录 | 阅读全文>>