微波等离子体炬法制备金刚石膜研究

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金刚石薄膜集众多优异性能于一身而具有广阔应用前景,是材料研究领域的热点之一。尽管目前金刚石膜材料的制备工艺技术已较为成熟,但依然缺乏大气环境条件制备高质量金刚石薄膜的有效方法。  本文采用金刚石膜制备新方法——微波等离子体炬(MPT)技术,以CO2、CH4和Ar混合气体为反应气源,在大气环境中的Si基底上沉积金刚石薄膜,并对制备出的薄膜进行XRD、Raman、SEM表征。研究了基体表面预处理方法、微波功率、气源比例、基片到火焰喷嘴的距离等工艺参数对金刚石薄膜物相成分、表面形貌的影响,建立了工艺参数与膜材质量的关系,总结出适合本实验系统制备金刚石膜的优化工艺条件。实验结果表明:基片通过金刚石微粉悬浮液预处理后,在微波功率为800W,基片到火焰喷嘴距离为5cm,气体流量比CO2/CH4为1∶1,Ar含量为89%条件下,能够得到相纯度高、结晶性能优良的金刚石薄膜。
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