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CVD金刚石薄膜孪晶形成的原子机理分析

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朱宏喜, 毛卫民, 冯惠平, 吕反修, I.I.Vlasov, V.G.Ralchenko, A.V.Khomich. 2007: CVD金刚石薄膜孪晶形成的原子机理分析, 物理学报, 56(7): 4049-4055. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.07.067
引用本文: 朱宏喜, 毛卫民, 冯惠平, 吕反修, I.I.Vlasov, V.G.Ralchenko, A.V.Khomich. 2007: CVD金刚石薄膜孪晶形成的原子机理分析, 物理学报, 56(7): 4049-4055. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.07.067
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Zhu Hong-Xi, Mao Wei-Min, Feng Hui-Ping, LU Fan-Xiu, I.I.Vlasov, V.G.Ralchenko, A.V.Khomich. 2007: Atomic mechanism of twin formation in CVD diamond films, Acta Physica Sinica, 56(7): 4049-4055. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.07.067
Citation: Zhu Hong-Xi, Mao Wei-Min, Feng Hui-Ping, LU Fan-Xiu, I.I.Vlasov, V.G.Ralchenko, A.V.Khomich. 2007: Atomic mechanism of twin formation in CVD diamond films, Acta Physica Sinica, 56(7): 4049-4055. doi: 10.3321/j.issn:1000-3290.2007.07.067
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CVD金刚石薄膜孪晶形成的原子机理分析

  • 北京科技大学材料学系,北京,1000833,

  • 北京科技大学材料学系,北京,100083;北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083

  • 北京科技大学材料学系,北京,1000833

  • 北京科技大学材料学系,北京,1000833;北京科技大学功能材料研究所,北京,100083

  • General Physics Institute,Russia Academy of Sciences,Moscow 119991,Russia

  • Institute of Radio Engineering & Electronics,Russia Academy of Sciences,Fryazino 141190,Russia

Atomic mechanism of twin formation in CVD diamond films

  • 摘要: 采用X射线衍射技术、电子背散射衍射技术和扫描电镜分别观察了不同甲烷浓度条件下沉积的CVD自支撑金刚石薄膜的宏观织构、晶界分布和表面形貌.研究了一阶孪晶在金刚石晶体{111}面生长的原子堆垛过程.结果表明,由于一阶孪晶(111)60°的取向差关系以及{111}面的原子堆垛结构,使{111}面上容易借助碳原子的偏转沉积产生一阶孪晶.低甲烷浓度时,碳原子倾向于在表面能较低的{111}面沉积,为孪晶的形成提供了便利,且高频率孪晶使薄膜织构强度减弱.甲烷浓度升高使生长激活能较小的{001}面成为主要前沿生长面,因而只有《001》晶向平行薄膜法向的晶粒能够不断长大,因此孪晶形核概率明显减小.另外,在薄膜中发现二阶孪晶,并对二阶孪晶的形成进行了分析.
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出版历程
  • 刊出日期:  2007-07-30

CVD金刚石薄膜孪晶形成的原子机理分析

  • 北京科技大学材料学系,北京,1000833,
  • 北京科技大学材料学系,北京,100083;北京科技大学新金属材料国家重点实验室,北京,100083
  • 北京科技大学材料学系,北京,1000833
  • 北京科技大学材料学系,北京,1000833;北京科技大学功能材料研究所,北京,100083
  • General Physics Institute,Russia Academy of Sciences,Moscow 119991,Russia
  • Institute of Radio Engineering & Electronics,Russia Academy of Sciences,Fryazino 141190,Russia

摘要: 采用X射线衍射技术、电子背散射衍射技术和扫描电镜分别观察了不同甲烷浓度条件下沉积的CVD自支撑金刚石薄膜的宏观织构、晶界分布和表面形貌.研究了一阶孪晶在金刚石晶体{111}面生长的原子堆垛过程.结果表明,由于一阶孪晶(111)60°的取向差关系以及{111}面的原子堆垛结构,使{111}面上容易借助碳原子的偏转沉积产生一阶孪晶.低甲烷浓度时,碳原子倾向于在表面能较低的{111}面沉积,为孪晶的形成提供了便利,且高频率孪晶使薄膜织构强度减弱.甲烷浓度升高使生长激活能较小的{001}面成为主要前沿生长面,因而只有《001》晶向平行薄膜法向的晶粒能够不断长大,因此孪晶形核概率明显减小.另外,在薄膜中发现二阶孪晶,并对二阶孪晶的形成进行了分析.

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