【摘 要】
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h-BN具有类似石墨的层状结构,独特的结构使h-BN具有禁带宽、导热率高、熔点高、介电常数低、抗热冲击性优良、电绝缘性好等独特的物理化学性质,其性能较石墨更为优良,具有极高的
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h-BN具有类似石墨的层状结构,独特的结构使h-BN具有禁带宽、导热率高、熔点高、介电常数低、抗热冲击性优良、电绝缘性好等独特的物理化学性质,其性能较石墨更为优良,具有极高的应用潜力。本文主要研究磁控溅射工艺及退火温度对h-BN薄膜的影响。本论文采用射频磁控溅射法在n型Si (100)衬底上制备BN薄膜,对BN薄膜进行AFM、SEM、FTIR、Raman及XPS分析,研究了氮气流量、负偏压、氢气流量以及退火温度对BN薄膜形貌与结构的影响。结果表明:(1)适量的氮气流量降低了BN薄膜的表面粗糙度,提高了薄膜的结晶度;高的负偏压改变了BN薄膜的层状生长模式及晶粒取向,诱导了h-BN向c-BN的转变,不利于高质量层状h-BN薄膜的制备;适量的氢气流量平衡了h-BN中的缺陷,抑制了h-BN向c-BN的转变,提高了h-BN薄膜稳定性,利于高质量层状h-BN薄膜的制备。(2)氮气流量、负偏压以及氢气流量显著影响BN薄膜的形貌与结构。在Si衬底上制备高质量层状h-BN薄膜较为优化的溅射工艺条件为:氮气流量为12sccm,负偏压为0V,氢气流量为12sccm。(3)采取退火方式对h-BN薄膜进行N的补充及H的掺杂。但退火促进h-BN经E-BN和w-BN向c-BN转变,当退火温度为900℃时,h-BN向c-BN的转变最明显,不利于高质量层状h-BN薄膜的制备。
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