化學(xué)氣相沉積金剛石微球的生長(cháng)機制研究
摘要:采用微波等離子體化學(xué)氣相沉積法,在過(guò)飽和碳離子濃度條件下,在單晶硅襯底上制備了球形結構的多晶金剛石微球,通過(guò)控制沉積氣壓與溫度的變化,研究了金剛石由石墨生長(cháng)區向納米晶的球形結構、再到具有良好結晶性的金剛石生長(cháng)區的過(guò)渡過(guò)程。結果表明:沉積氣壓與溫度的升高導致微球的粒徑增大,微球由sp3、sp2鍵共存相轉變?yōu)檩^純的金剛石相;在一定的碳離子過(guò)飽和度和氣壓、溫度范圍內,微球的形成主要受二次形核過(guò)程的控制。氣壓和溫度升高后,微球呈〈110〉取向生長(cháng),微球的形成主要受(111)面高密度孿晶和層錯缺陷的控制,揭示了化學(xué)氣相沉積金剛石不同生長(cháng)區內二次形核機制與孿晶層錯機制誘導的金剛石微球的生長(cháng)過(guò)程。
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