金刚石薄膜的制备与应用PDF电子书下载

第1章金刚石薄膜的结构、特性及研究现状 1

目录 1

1.1 金刚石薄膜的结构 2

1.1.1 金刚石薄膜的结构 2

1.1.2 类金刚石薄膜的相结构和特性 5

1.2金刚石薄膜的优异特性 7

1.3.1研究历史 13

1.3.2金刚石薄膜合成的新技术 13

1.3金刚石薄膜的研究现状 13

1.4金刚石薄膜发展前景 15

参考文献 18

第2章金刚石薄膜的合成方法 19

2.1微波等离子体法 20

2.1.1微波等离子体放电基本原理 20

2.1.2微波等离子体反应器类型 31

2.2等离子体喷射法 39

2.2.1 等离子体喷射法原理 39

2.2.2直流弧光喷射 41

2.2.3射频电感耦合等离子体喷射 42

2.2.4微波等离子体喷射 43

2.3 热丝法 44

2.3.1基本工作原理与设备 44

2.3.2源气体组合 45

2.3.3 热丝材料 45

2.3.4 强迫对流的HFCVD 46

2.3.5 用HFCVD法的金刚石织构和外延生长 46

2.4.1低温金刚石沉积 47

2.4 其他CVD方法 47

2.4.2激光辅助金刚石膜的合成 49

2.4.3 卤化CVD金刚石沉积 54

2.4.4 水热法生长金刚石膜 55

2.4.5燃烧火焰法 55

参考文献 57

第3章异质外延和高取向金刚石沉积 59

3.1 在各种衬底上的异质外延和高取向金刚石膜 60

3.1.1金属衬底 60

3.1.2 c-BN衬底 63

3.2 在SiC和Si上的成核和生长 64

3.3选择生长和表面形貌 69

3.4 异质外延金刚石膜的电学性质 72

参考文献 75

第4章金刚石薄膜的热学、光学和力学性质及应用 77

4.1 金刚石膜的热学性质及应用 77

4.1.1绝缘体的热导率 77

4.1.2金刚石薄膜中声子散射机理 78

4.1.3 金刚石薄膜热导率的测量方法（稳态技术法） 84

4.2.1金刚石膜的光学特性 86

4.2金刚石膜的光学性质及应用 86

4.2.2金刚石膜作为红外窗口材料和性能 90

4.2.3金刚石窗口的制备 95

4.3金刚石膜的力学性质及涂层刀具 97

4.3.1金刚石薄膜涂层刀具特点（切削性能） 97

4.3.2 CVD－金刚石涂层刀具同其他刀具技术性能比较 100

4.3.3 国内CVD金刚石涂层刀具的技术性能 102

参考文献 108

第5章 CVD金刚石电子器件 109

5.1 有源金刚石膜的生长 112

5.2.1掺杂原理与掺杂水平 113

5.2金刚石薄膜的掺杂 113

5.2.2硼掺杂技术 114

5.2.3硼掺杂的I-V特性 115

5.2.4硼掺杂的红外吸收特性 118

5.3金刚石欧姆接触 122

5.3.1金刚石表面 122

5.3.2欧姆接触 122

5.3.3整流金属接触 123

5.5.1 肖特基二极管的I-V和C-V特性 124

5.4金刚石p-n结二极管 124

5.5 肖特基二极管 124

5.5.2 肖特基二极管的制备 126

5.5.3 肖特基二极管的性能 128

5.5.4 肖特基二极管的大致水平 128

5.5.5高温肖特基二极管 129

5.6 晶体管 130

5.6.1 金刚石场效应晶体管（FET）类型 130

5.6.4场效应管存在的问题 132

5.6.2 场效应晶体管输出特性 132

5.6.3场效应管逻辑电路 132

5.6.5场效应管的现状 134

5.7金刚石薄膜紫外光探测器 134

5.7.1 紫外探测器的制备 134

5.7.2控测器性能 135

参考文献 137

第6章CVD金刚石膜冷阴极场电子发射 139

6.1 电子亲和势和负电子亲和势 141

6.2.2场致发射方程——F-N公式 143

6.2场电子发射和冷阴极制备 143

6.2.1 电子发射类型 143

6.2.3 金刚石在FED中的应用 145

6.2.4金刚石薄膜的场发射性能 148

6.3场发射机理 151

6.3.1几种模型 151

6.3.2影响金刚石场发射的主要因素 159

参考文献 161

7.1 用于X射线探测器的CVD金刚石窗口 164

第7章金刚石薄膜X射线窗口和光刻掩模版 164

7.1.1 X射线探测器窗口的特性和要求 165

7.1.2金刚石薄膜窗口的机械稳定性 166

7.1.3 问题与替代窗口材料 168

7.2 用于X射线管的CVD金刚石窗口 168

7.2.1 对金刚石X射线管窗口的要求 169

7.2.2 金刚石X射线管窗口的制备与特性 169

7.3 用于X射线光刻掩模版的CVD金刚石 171

7.3.1 对X射线光刻掩模版的要求 173

7.3.2金刚石光刻掩模版的制备与特性 174

7.4总结与展望 176

参考文献 177

第8章金刚石膜温度和压力传感器 179

8.1金刚石传感器工艺 180

8.1.1本征金刚石薄膜的生长 180

8.1.2金刚石传感器的掺杂 181

8.1.3金刚石膜的图形化技术及清洁 183

8.1.4金刚石传感器的欧姆接触 186

8.2金刚石温度传感器 187

8.2.1 电流导电机制 188

8.2.2激活能和温度灵敏性 188

8.2.3金刚石热敏电阻 190

8.3压阻式金刚石传感器 190

8.3.1金刚石的压阻效应 191

8.3.2压阻式金刚石微压力传感器 191

参考文献 195

9.1.1 SAW材料 198

9.1 SAW材料与通信 198

第9章金刚石声表面波（SAW）滤波器 198

9.1.2通信和SAW器件 201

9.2金刚石膜和SAW滤波器制作技术 204

9.2.1金刚石膜制备 204

9.2.2 SAW滤波器制作 206

9.3 不同SAW结构的理论结果 207

9.3.1 ZnO／金刚石 207

9.3.2 SiO2/ZnO／金刚石 209

9.3.3 LiNbO3／金刚石和LiTaO3／金刚石 210

9.3.4层状结构理论 211

9.4金刚石SAW特性及其应用 212

9.4.1零温度系数 212

9.4.2高功率耐久性 214

参考文献 216

第10章21世纪的CVD金刚石 217

10.1 CVD金刚石工艺 218

10.2光学元件 221

10.3 热沉 224

10.4 电子器件 225

10.5新型金刚石膜生长技术 227

10.5.1 三种新型金刚石膜制备技术 227

10.5.2 日本金刚石电子功能材料研发计划 230

10.6 CVD金刚石刀具 235

10.7碳纳米管 236

10.7.1碳纳米管的制备 237

10.7.2碳纳米管的结构和生长机理 240

10.7.3碳纳米管的应用 247

参考文献 253