文档介绍：大连理工大学
硕士学位论文
高掺硼金刚石薄膜的制备及其特性研究
姓名:屈芳
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:白亦真
20090601
摘要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椒ㄖ票噶瞬襞鸾鸶帐∧ぃ芯苛瞬襞鹋度、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射线衍射⒗馄、湎吖獾缱幽芷、四点探针等对薄膜进行了表征。工作主要内容和结论如下:芯苛伺鸩粼佣越鸶帐∧どぬ匦杂氲缪阅艿挠跋臁=峁砻鳎柿康呐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。掺硼引起馄字薪鸶帐囊唤桌卣鞣逑虻推灯魄以8浇鱿挚矸澹根据金刚石一阶拉曼特征峰向低频的漂移量计算得出,薄膜的内应力随着掺硼浓度的增加而加大。掺硼降低了薄膜的电阻率,所获得的最低电阻率达到‘·。对高掺硼的样品进行治龅贸觯鸶帐∧—键、狾键等形式存在。芯苛思淄榕ǘ榷圆襞鸾鸶帐∧どぬ匦缘挠跋臁=峁砻鳎孀偶淄榱髁的增加,掺硼金刚石薄膜的二次形核增加,晶粒尺寸减小,晶界变得模糊,结晶性下降,非金刚石相增多,甲烷流量达到时,导致掺硼金刚石薄膜的菜花状生长。同时甲烷流量的增加不利于低电阻率薄膜的制备。芯苛似逖骨慷圆襞鸾鸶帐∧,晶粒增大,孔洞减少,薄膜的结晶性能得到改善,非金刚石相的含量降低。气压从降低到保Я1湫。墙鸶帐嗟暮吭龆啵∧ぶ柿勘洳睢芯苛似沟缌鞫圆襞鸾鸶帐∧さ挠跋臁Q芯勘砻鳎实钡钠沟缌髂芴岣掺硼金刚石薄膜的品质。当偏压电流较高时,由于反应气氛中高能粒子对生长面的轰击,关键词:椒ǎ桓吲鸩粼樱唤鸶帐∧ぃ慌鸩粼幼刺造成非金刚石相的增多。大连理工大学硕士学位论文
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日期:辍;ピ隆!H扇燃盈歪盎丛殓剑当型整匿盔大连理工大学学位论文独创性声明本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果,也不包含其他已申请作者郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知,除文中已经注明引用内容和致谢的地方外,学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处,本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目:作者签名:
』月孚日日期:丕竺辍辉论蝗大连理工大学学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定,在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于大连理工大学,允许论文被查阅和借阅。学校有权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。学位论文题目:作者签名:导师签名:大连理工大学硕士学位论文
绪论金刚石的结构碳原子的结合是由于每个碳原子都以踊斓烙个碳原子形成。型共价单键,金刚石在自然界材料中具有优异的物理、化学性质,在所有已知的物质中具有最高的硬度、室温下有最高的热导率、极佳的光学性质、极低的热膨胀系数和摩擦系数、很高的化学惰性、禁带宽度高达,尤其是掺杂诱导的半导体性质等因素使其成为制作高温半导体器件的理想材料。金刚石的碳碳键要比硅硅键稳定的多,比硅材料更具有稳定性。此外,金刚石还具有良好的生物兼容性。科学家们指出:金刚石薄膜是继石器时代、青铜器时代、钢铁时代、硅材料时代以来的第五代新材料。自世纪年代日本学者首次用化学气相沉积,即合成金刚石膜以来,鸶帐ぜ际醯玫窖杆俜⒄梗甏喑粱殉晌V票附鸶帐ぷ钣效的技术。鸶帐さ某鱿郑=鸶帐挠τ每1倭苏感碌耐揪丁金刚石在自然界具有优异的物理和化学特性是与其晶体结构分不开的,金刚石是碳的同素异形体之一,具有面心立方结构,属等轴晶系,晶格是一种复式格子。在一个面心立方原胞内有四个碳原子,这四个碳原子分别位于四个空间对角线的处。原胞内包含着两个不等同的碳原子,一个晶胞中有鎏荚印=鸶帐峁怪刑荚拥幕子层结构是耐饪遣阌个电子。壳层只有一个电子轨道,两个电子都在轨道上,而且自旋相反。壳层有龉斓溃直鹞,。金刚石中结合成正四面体结构,一个碳原子在正四面体的中心,另外四个同它共价的碳原子在正四面体的顶角上,中心的碳原子和顶角上每一个碳原子共享两个价电子,狢碳原子以共价键结合,形成无限的三维网络。在常压