金剛石材料因其具有較寬的帶隙、高載流子遷移率以及高擊穿電壓等優(yōu)異的性能,被科學家譽為“終極半導體材料”,廣泛地應用于高功率器件、輻射探測器及日盲紫外探測器等領域。另一方面,隨著量子調(diào)控技術的不斷發(fā)展,基于金剛石氮空位色心（Nitrogen-vacancy center,NV center）的固態(tài)單光子源,由于在室溫下具有穩(wěn)定性好、退相干時間長、量子態(tài)可讀取等特性,將其與光學微腔或其他高品質(zhì)因子的半導體微納結構形成復合耦合系統(tǒng)后,可以建造更高品質(zhì)的量子密鑰分配系統(tǒng),因此已成為固態(tài)量子信息研究領域的研究熱點。同時,將P型金剛石薄膜與其他n型寬禁帶半導體結合構成異質(zhì)pn結,在高溫及高功率電子器件領域的應用也具有較高的研究價值。本論文主要以實驗合成為主,輔之以基于密度泛函理論的第一性原理計算方法,研究了不同生長參數(shù)對金剛石薄膜外延質(zhì)量的影響、不同濃度的氮氣以及氧氣對金剛石NV色心的調(diào)控規(guī)律、大尺寸ZnO基納米金剛石的制備與表征以及一維納米ZnO/碳納米管（CNT）核殼結構的電學與光學性質(zhì)等。研究成果主要包括:1.采用微波等離子體化學氣相沉積方法成功合成出高質(zhì)量的多晶金剛石薄膜。綜合多種材料表征... 

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【學位級別】：博士

【部分圖文】：

(a)金剛石三維原子結中

圖1.2兩種終端金剛石薄膜表面電子結構((a)氫終端金剛石表面:偽)氧終端金剛石表面l}1

圖１．３金剛石與傳統(tǒng)半導體材料（ａ）１０ＫＶ高壓下耐壓厚度；（ｂ）品質(zhì)因素隨頻率變化比較

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
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碩士論文
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