金刚石是碳的一种同素异形体,具有许多其它材料无法比拟的物理化学性质,如超高硬度、高导热率、高光学透过率和极好电绝缘性,因而在力学、热学、光学和电子等领域有许多特殊的应用价值.开展人工制备金刚石的研究一直是人们关注的课题.高温高压合成是人工制备金刚石的传统方法.低压下化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)金刚石膜的成功,开辟了金刚石合成的新途径,更极大地拓展了它的应用范围.金刚石膜除用于刀具涂层、芯片散热外,还可应用于光学波导、电声器件等领域.然而,目前化学气相沉积金刚石膜还有许多问题没有解决,如金刚石膜生长的前驱基团是什么、多元气氛如何影响生长、热丝系统中原子氢的生成机制不清、大面积均匀生长金刚石膜的条件如何获得与控制,这些问题都有待进一步研究与解决.该文就是针对上述问题,从气相化学和传热传质相结合的角度对金刚石膜的生长理论及工艺优化进行研究.这对于更科学地认识CVD法生成金刚石膜的规律有重要的学术价值,并对生长大面积优质金刚石膜有理论指导意义.