Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Biến đổi hướng theo chiều phát triển của viên kim cương CVD tự do dày milimet được mài bằng cơ khí
Tóm tắt
Một lớp phim kim cương tự do với độ dày milimet được chuẩn bị bằng cách sử dụng tia plasma hồ quang DC đã được làm mỏng lần lượt bằng phương pháp mài cơ khí. Định hướng và chất lượng của các lớp phim kim cương có độ dày khác nhau đã được đặc trưng hóa bằng phương pháp nhiễu xạ tia X và quang phổ Raman, tương ứng. Kết quả cho thấy sự phân bố định hướng hạt ngẫu nhiên trong giai đoạn tăng trưởng ban đầu. Khi độ dày của phim tăng lên, định hướng ưa thích của lớp phim kim cương thay đổi từ (111) sang (220), do cơ chế tăng trưởng cạnh tranh. Hiện tượng sinh đôi xuất hiện trong giai đoạn nucleate dường như ổn định sự tăng trưởng ưu tiên theo hướng 〈110〉. Khoảng cách giữa các mặt phẳng của mặt phẳng (220) được mở rộng khi độ dày phim tăng lên, đây là do sự gia tăng của carbon không phải kim cương và tạp chất dưới tác động của khí chu kỳ. Ngoài ra, chất lượng của lớp phim kim cương hầu như không bị suy giảm trong quá trình tăng trưởng. Hơn nữa, sự dịch chuyển đỉnh cho thấy sự không đồng nhất đáng kể của ứng suất dọc theo hướng tăng trưởng của phim, điều này là do sự tăng trưởng cạnh tranh.
Từ khóa
#kim cương CVD #mài cơ khí #cấu trúc hạt #nhiễu xạ tia X #quang phổ Raman #ứng suất không đồng nhấtTài liệu tham khảo
A.P. Malshe, B.S. Park, W.D. Brown, and H.A. Naseem, A review of techniques for polishing and planarizing chemically vapor-deposited (CVD) diamond films and substrates, Diamond Relat. Mater., 8(1999), p. 1198.
M. Schwander and K. Partes, A review of diamond synthesis by CVD processes, Diamond Relat. Mater., 20(2011), p. 1287.
J.J. Wei, X.P. Zhu, F.X. Lü, and J.R. Ni, Comparative study of oxidation ability between boron-doped diamond (BDD) and lead oxide (PbO2) electrodes, Int. J. Miner. Metall. Mater., 18(2011), No. 5, p. 589.
J.L. Liu, C.M. Li, R.H. Zhu, L.X. Chen, J.J. Wang, and Z.H. Feng, Ohmic contact properties of p-type surface conductive layer on H-terminated diamond films prepared by DC arc jet CVD, Int. J. Miner. Metall. Mater., 20(2013), No. 8, p. 802.
G.F. Ding, H.P. Mao, Y.L. Cai, Y.H. Zhang, X. Yao, and X.L. Zhao, Micromachining of CVD diamond by RIE for MEMS applications, Diamond Relat. Mater., 14(2005), p. 1543.
T. Lamara, M. Belmahi, O. Elmazria, L. Le Brizoual, J. Bougdira, M. Rémy, and P. Alnot, Freestanding CVD diamond elaborated by pulsed-microwave-plasma for ZnO/diamond SAW devices, Diamond Relat. Mater., 13(2004), p. 581.
C. Manfredotti, CVD diamond detectors for nuclear and dosimetric applications, Diamond Relat. Mater., 14(2005), p. 531.
H. Chen, C.C. Jia, S.J. Li, X. Jia, and X. Yang, Selective interfacial bonding and thermal conductivity of diamond/Cu-alloy composites prepared by HPHT technique, Int. J. Miner. Metall. Mater., 19(2012), No. 4, p. 364.
M. Ali and M. Ürgen, Surface morphology, growth rate and quality of diamond films synthesized in hot filament CVD system under various methane concentrations, Appl. Surf. Sci., 257(2011), p. 8420.
J.X. Yang, H.D. Zhang, C.M. Li, G.C. Chen, F.X. Lu, W.Z. Tang, and Y.M. Tong, Effects of nitrogen addition on morphology and mechanical property of DC arc plasma jet CVD diamond films, Diamond Relat. Mater., 13(2004), p. 139.
J. Weng, J.H. Wang, S.Y. Dai, L.W. Xiong, W.D. Man, and F. Liu, Preparation of diamond films with controllable surface morphology, orientation and quality in an overmoded microwave plasma CVD chamber, Appl. Surf. Sci., 276(2013), p. 529.
F.X. Lu, W.Z. Tang, T.B. Huang, J.M. Liu, J.H. Song, W.X. Yu, and Y.M. Tong, Large area high quality diamond film deposition by high power DC arc plasma jet operating at gas recycling mode, Diamond Relat. Mater., 10(2001), p. 1551.
F.X. Lu, W.Z. Tang, G.F. Zhong, T.B. Huang, J.M. Liu, G.H. Li, T.L. Lo, Y.G. Zhang, Z.L. Sun, S.M. Du, Q.Y. He, and S.I. Wang, Economical deposition of a large area of high quality diamond film by a high power DC arc plasma jet operating in a gas recycling mode, Diamond Relat. Mater., 9(2000), p. 1655.
C.M. Li, L.M. Wang, L.X. Chen, Z. Liu, L.F. Hei, and F.X. Lu, Free-standing diamond films deposited by DC arc plasma jet on graphite substrates with a destroyable Ti interlayer, Diamond Relat. Mater., 18(2009), p. 1348.
C. Wild, N. Herres, and P. Koidl, Texture formation in polycrystalline diamond films, J. Appl. Phys., 68(1990), p. 973.
Z.D. Li, L. Wang, T. Suzuki, A. Argoitia, P. Pirouz, and J.C. Angus, Orientation relationship between chemical vapor deposited diamond and graphite substrates, J. Appl. Phys., 73(1993), p. 711.
M. Frenklach and H. Wang, Detailed surface and gas-phase chemical kinetics of diamond deposition, Phys. Rev. B, 43(1991), No. 2, p. 1520.
S.R. Sails, D.J. Gardiner, M. Bowden, J. Savage, and D. Rodway, Monitoring the quality of diamond films using Raman spectra excited at 514.5 nm and 633 nm, Diamond Relat. Mater., 5(1996), p. 589.
F.M. van Bouwelen and W.J.P. van Enckevort, A simple model to describe the anisotropy of diamond polishing, Diamond Relat. Mater., 8(1999), p. 840.