熊礼威
,
崔晓慧
,
汪建华
,
龚国华
,
邹伟
表面技术
目的：研究纳米金刚石薄膜生长掺硼的内在机理,实现对该过程的精确控制。方法采用微波等离子体化学气相沉积法,以氢气稀释的乙硼烷为硼源,进行纳米金刚石薄膜的生长过程掺硼实验,研究硼源浓度对掺硼纳米金刚石薄膜晶粒尺寸、表面粗糙度、表面电阻和表面硼原子浓度的影响。结果随着硼源浓度的增加,纳米金刚石薄膜的表面粗糙度和晶粒尺寸增大,表面电阻则先下降,而后趋于平衡。结论纳米金刚石薄膜掺硼后,表面电导性能可获得改善,表面粗糙度和晶粒尺寸则会增大。在700℃条件下掺硼15 min,最佳的硼源浓度(以硼烷占总气体流量的百分比计)为0.02%。
关键词:
纳米金刚石薄膜
,
掺硼
,
硼源浓度
,
化学气相沉积
熊礼威
,
彭环洋
,
汪建华
,
崔晓慧
,
龚国华
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.10.007
首先详细介绍了金刚石作为半导体材料的优异性能,然后从应用角度阐述了NCD薄膜掺B后形成半导体材料的优势,接着探讨了影响NCD薄膜性能(电性能、光学性能、生物性能等)的主要工艺条件(包括硼源种类、掺硼浓度、衬底温度、后处理).研究发现,大多数研究者都采用液态和气态硼源,而固态硼源由于很难液化且浓度不易控制而不常被采用,掺B后NCD薄膜的电阻率急剧下降,紫外波段下透过率可达51％,磁阻效应变好.另外衬底温度对BD-NCD薄膜的质量以及性能都有影响,衬底温度太高,非晶碳含量增加,金刚石质量下降;衬底温度太低,能够进入NCD晶界或晶粒的有效硼原子减少,影响其电学性能、光学性能,在最佳衬底温度工艺下的电导率可达22.3 S/cm,而在电化学性能方面,其电化学窗口可达3.3 V.而选择合适的硼源浓度对BD-NCD的电性能、光学性能、生物性能也非常关键,硼源浓度过大,BD-NCD表面粗糙度和晶粒尺寸增大;硼源浓度过小,产生空穴进行导电的B原子就少,在合适硼源浓度工艺条件下其载流子浓度可达1021 cm-3,折射率可达2.45.还有研究者对BD-NCD薄膜进行后处理工艺(退火、等离子体处理等),发现后处理对其电性能也有一定的影响.因此,选择合适的工艺对生长质量高、性能优异的NCD薄膜尤为重要.最后对BD-NCD薄膜的发展以及后续研究方向进行了展望和期待.
关键词:
硼掺杂
,
纳米金刚石薄膜
,
电性能
,
硼源浓度
,
衬底温度
熊礼威
,
彭环洋
,
汪建华
,
崔晓慧
,
龚国华
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.012
目的：研究不同甲烷体积分数对纳米金刚石( NCD)薄膜生长的影响,实现较小晶粒尺寸、高平整度的NCD薄膜的制备。方法采用微波等离子体增强化学气相沉积的方法制备NCD薄膜,以CH4/H2为气源,在生长阶段控制其他条件不变的前提下,探讨不同甲烷体积分数对NCD晶粒尺寸、表面形貌以及表面粗糙度的影响。采用SEM、XRD等观测NCD薄膜的表面形貌和晶粒尺寸大小,并利用Raman对NCD薄膜的不同散射峰进行分析。结果随着甲烷体积分数的增加,薄膜晶粒尺寸有减小的趋势。甲烷体积分数较低时,晶形比较完整,但致密度较小；甲烷体积分数较高时,晶形杂乱无章,但致密度较好。当甲烷体积分数为9%时NCD薄膜平均粒径达到最小,为21.3 nm,表面粗糙度较好,但非晶金刚石成分开始大量生成,NCD薄膜质量开始变差；当甲烷体积分数为8%时其形貌最好,且此时最小表面粗糙度小于20 nm。通过Raman分析可知NCD薄膜中出现了硅峰和石墨烯特征峰。结论甲烷体积分数对NCD薄膜形貌有较大影响,甲烷体积分数为8%时是表面平整度由较差变好再逐渐变差的分界点,且平均晶粒尺寸为23.6 nm,薄膜表面具有较好的平整度。
关键词:
纳米金刚石薄膜
,
MPCVD
,
晶粒尺寸
,
表面粗糙度
,
甲烷体积分数
,
表面形貌
熊礼威
,
彭环洋
,
汪建华
,
崔晓慧
,
龚国华
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.01.008
目的 研究不同H2/Ar流量比对纳米金刚石形貌和结构的影响.方法 采用MPECVD法制备了质量较好的纳米金刚石薄膜,并通过SEM、XRD对金刚石薄膜的形貌、结构以及晶粒尺寸进行了测试,还使用Raman对金刚石D峰、纳米金刚石特征峰(TPA)的变化趋势进行了分析.结果 当Q(H2):Q(Ar)=50:49时,制备的金刚石晶粒为亚微米范畴,其平均晶粒尺寸为250 nm,表面平整度较差,出现堆积层错现象,但金刚石特征峰(D峰)最强,生长速率达到最大,约为125 nm/h;Q(H2):Q(Ar)=10:89时,表面平整度高,二次形核现象明显,平均晶粒尺寸为20 nm;进一步减小H2/Ar流量比为0时,可发现晶粒由纳米变为超纳米,二次形核更为明显,表面平整更高,其平均晶粒尺寸为3 nm,另外Raman测试发现金刚石特征峰强度随H2/Ar流量比的减小而减小,而纳米金刚石特征峰随H2/Ar流量比的减小而增大.结论 随着H2/Ar流量比的增加,金刚石表面平整度逐渐变差,表面粗糙度也在逐渐增大,同时金刚石的晶粒尺寸和生长速率在Q(H2):Q(Ar)=50:49时达到最大.
关键词:
H2/Ar流量比
,
NCD薄膜
,
表面形貌
,
MPECVD
,
平整度
,
晶粒尺寸
刘鹏
,
王松
,
陈梦鹤
上海金属
Ficham和Richardson提出硅酸盐熔渣的结构包含3种不同的氧离子,即非桥氧、桥氧和自由氧,张国华又把氧离子细分为6种类型.基于张国华的模型,用6种不同类型的氧离子表示熔渣的结构,针对电渣重熔渣系高氟化钙的特点,重新对氟化钙的模型参数进行回归.利用修正后的模型,计算含TiO2的电渣重熔渣系黏度,计算结果和实验值符合较好.同时还从文献中查找了一些黏度数据,分别利用NPL模型、Riboud模型和修正后的模型进行计算,对比后发现修正后的模型能够很好地预测电渣重熔渣系黏度.
关键词:
电渣重熔
,
渣系
,
黏度
,
模型
杜予晅
,
郝芳
,
付宝全
,
雷锦文
,
冯勇
,
刘向宏
,
李少强
稀有金属材料与工程
通过模拟仿真(DEFORM计算)结合实际生产,研究了NbTi合金的锻造这一复杂动态的接触过程,得到了NbTi合金锻造组织的演化规律,确定了组织均匀的NbTi合金锻造工艺.结果表明:通过模拟仿真发现,采用小变形量,三分之一边长下镦的方式并增加换向拔长,可使NbTi合金的不同位置的变形较为均匀,大面积消除满砧镦拔带来的变形死区,通过实验验证最终生产出符合技术标准的NbTi合金棒材.与美国华昌公司(ATI)的NbTi合金棒材成分、微观组织和XRE(无损检伤)作对比,发现成分的极差、微观组织的均匀性和无损探伤均优于美国华昌公司生产的NbTi棒材,为NbTi合金的生产提供实际参考.
关键词:
NbTi合金
,
锻造
,
ATI
,
超导材料
龚金保
腐蚀学报（英文）
不同温度下AZ41镁基合金牺牲阳极的电化学行为龚金保(中国科学院上海冶金研究所九六级硕士研究生上海200050)镁基牺牲阳极以往一般使用自然环境温度下保护地下钢铁构筑物,近年来提出了把它们扩大应用到加热的输油管道、贮罐等设备防腐蚀的新要求.然而,迄今为止还很少见到镁基牺牲阳极在较高温度下的电化学行为的报导.考虑到锌基牺牲阳极在较高温度下应用时电化学性能变劣,使我们联想到镁基牺牲阳极是否会出现类似的问题.本文研?...
关键词:
中国腐蚀与防护学报
<正> 最近收到澳洲腐蚀协会第26届会议学术委员会主席巴利昂(P.Barrian)来函,请学报代为披露该会等筹备情况如下: 此次会议共有95篇论文分11个专业组讨论,其中三分之一以上为国外投寄。中国作者占16篇。会议共开五天,自11月17至11月21日每天均进行学术报告和讨论。每一分组有一位该方面专家作主要报告。其中水处理与腐蚀控制组选定我国华南工学院讲师赖春晓作主要报告
关键词:
付宝全
,
张平祥
,
李金山
,
樊凯
,
郑永健
,
何永胜
,
张奕
,
刘向宏
,
冯勇
稀有金属材料与工程
首先通过理论分析,发现熔速对富Ti偏析有重要影响,然后验证不同熔速条件下获得的NbTi超导合金铸锭中富Ti偏析的情况.结果发现,降低熔速,减弱了Ti元素在晶界的富集,有利于提高铸锭的宏、微观成分均匀性.以9kg/min熔速制备Φ520 mm规格NbTi合金铸锭,铸锭表面光整,熔炼过程稳定,成分均匀性好,与美国华昌公司NbTi合金棒坯的水平基本相当,是制备工程化应用的NbTi合金铸锭的理想熔速.
关键词:
NbTi合金
,
黑斑
,
木纹
,
熔速
