金剛石是目前世界已知物質(zhì)中集最大硬度、最大熱導(dǎo)率、最小壓縮率、最寬透光波段、最快聲速、抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿腐蝕、抗輻射、擊穿電壓高、載流子遷移率大等多種優(yōu)異性能于一體的極限性功能材料,引起了科研工作者的廣泛關(guān)注。摻雜是調(diào)制金剛石特性的一種有效手段。硼（B）和氮（N）是金剛石中的主要雜質(zhì)元素,已被廣泛研究,然而硫（S）和氫（H）等雜質(zhì)元素相對(duì)來(lái)說(shuō)被研究較少。最近研究發(fā)現(xiàn)大尺寸IIa型天然金剛石可能形成于深地幔的鐵（Fe）、鎳（Ni）、硫（S）和碳（C）的熔體中,但是并沒(méi)有明確的證據(jù)表明S進(jìn)入到金剛石晶格中。氫在金剛石內(nèi)部廣泛存在,由于檢測(cè)手段的限制研究較少。此外,金剛石內(nèi)部的NV色心在尖端科技領(lǐng)域具有更大的潛在應(yīng)用價(jià)值。在金剛石內(nèi)部制造NV色心的傳統(tǒng)方法是先將其進(jìn)行電子或粒子輻照,之后進(jìn)行高溫高壓退火產(chǎn)生NV色心。然而,卻很少有關(guān)于摻雜體系金剛石中色心的系統(tǒng)研究。此外,NE8色心是一種比傳統(tǒng)NV色心性能更為優(yōu)異的單聲子源,而且只在特定的高溫高壓退火條件下出現(xiàn)。因此,在Fe-Ni-S（H）-C體系中進(jìn)行金剛石的合成以及金剛石中色心的研究具有重要意義。本論文通過(guò)高溫高壓合成技術(shù)在Fe Ni-S（H）-... 

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
論文提要
中文摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 金剛石的簡(jiǎn)介
        1.1.1 金剛石的結(jié)構(gòu)
        1.1.2 金剛石的分類與方法
        1.1.3 金剛石的性質(zhì)及其用途
    1.2 金剛石研究的歷史以及我國(guó)的研究現(xiàn)狀
    1.3 金剛石的合成方法與理論
        1.3.1 金剛石的合成方法
        1.3.2 金剛石合成的溶劑理論
    1.4 TGM法
        1.4.1 碳素的輸運(yùn)
        1.4.2 合理的溫度梯度
        1.4.3 晶體形貌和溫度之間的關(guān)系
    1.5 選題的意義及主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 選題的意義
        1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 高壓設(shè)備及實(shí)驗(yàn)組裝
    2.1 引言
    2.2 高壓設(shè)備簡(jiǎn)介
        2.2.1 國(guó)際高壓設(shè)備
        2.2.2 國(guó)產(chǎn)鉸鏈?zhǔn)搅骓斠簤簷C(jī)
        2.2.3 六面頂液壓機(jī)的工作原理
    2.3 壓力控制系統(tǒng)
    2.4 溫度操控系統(tǒng)
    2.5 實(shí)驗(yàn)壓力和溫度的標(biāo)定
        2.5.1 實(shí)驗(yàn)壓力的標(biāo)定
        2.5.2 實(shí)驗(yàn)溫度的標(biāo)定
    2.6 金剛石合成塊的外緣材料與合成腔體材料
        2.6.1 金剛石合成塊的外緣密封材料
        2.6.2 金剛石合成塊的外緣保溫材料
        2.6.3 金剛石合成腔體材料
    2.7 熱源材料的選取
    2.8 高溫高壓的實(shí)驗(yàn)組裝
    2.9 本章小結(jié)
第三章 硫摻雜Ib型金剛石單晶的高壓合成及其色心研究
    3.1 引言
    3.2 高純S與實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)介
        3.2.1 高純S簡(jiǎn)介
        3.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程簡(jiǎn)介
    3.3 硫摻雜Ib型金剛石單晶的形貌表征
        3.3.1 硫摻雜Ib型金剛石單晶的光學(xué)照片
        3.3.2 硫摻雜Ib型金剛石單晶的SEM照片
    3.4 硫摻雜Ib型金剛石單晶的紅外光譜表征
        3.4.1 氮在金剛石中含量的計(jì)算方法
        3.4.2 硫摻雜Ib型金剛石單晶的含氮量
    3.5 硫摻雜Ib型金剛石單晶的拉曼光譜表征
    3.6 硫摻雜Ib型金剛石單晶的PL光譜表征
    3.7 本章小結(jié)
第四章 硫摻雜IIa型金剛石單晶的高壓合成及其色心研究
    4.1 引言
    4.2 硫摻雜IIa型金剛石單晶的合成與表征
        4.2.1 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        4.2.2 硫摻雜IIa型金剛石單晶的光學(xué)分析
        4.2.3 硫摻雜IIa型金剛石單晶的SEM表征
        4.2.4 硫摻雜IIa型金剛石單晶的紅外光譜表征
        4.2.5 硫摻雜IIa型金剛石單晶的XPS表征
        4.2.6 硫摻雜IIa型金剛石單晶的拉曼光譜表征
        4.2.7 硫摻雜IIa型金剛石單晶的光致發(fā)光光譜表征
    4.3 本章小結(jié)
第五章 硫、氫共摻雜金剛石單晶的高壓合成研究
    5.1 引言
    5.2 硫脲簡(jiǎn)介及實(shí)驗(yàn)過(guò)程
        5.2.1 硫脲簡(jiǎn)介
        5.2.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    5.3 含硫、氫體系下合成金剛石單晶的光學(xué)分析
    5.4 含硫、氫體系下合成金剛石單晶的紅外光譜表征
    5.5 本章小結(jié)
第六章 Ib型金剛石單晶的高壓退火及其色心研究
    6.1 引言
    6.2 實(shí)驗(yàn)過(guò)程
    6.3 高溫高壓退火實(shí)驗(yàn)前后金剛石單晶的光學(xué)分析
    6.4 高溫高壓退火實(shí)驗(yàn)前后金剛石單晶的拉曼光譜表征
    6.5 高溫高壓退火實(shí)驗(yàn)前后金剛石單晶的紅外光譜表征
    6.6 高溫高壓退火實(shí)驗(yàn)前后金剛石單晶的PL光譜表征
    6.7 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
    7.1 結(jié)論
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)介
攻讀博士期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Large single crystal diamond grown in FeNiMnCo-S-C system under high pressure and high temperature conditions[J]. 張賀,李尚升,宿太超,胡美華,李光輝,馬紅安,賈曉鵬.  Chinese Physics B. 2016(11)
[2]Synthesis of high quality type-Ib diamond crystals in carats grade[J]. XIAO HongYu, JIA XiaoPeng, MA HongAn, LI ShangSheng, LI Yong & ZHAO Ming State Key Laboratory of Superhard Materials, Jilin University, Changchun 130012,China.  Chinese Science Bulletin. 2010(14)
[3]Effect of additive boron on type-Ib gem diamond single crystals synthesized under HPHT[J]. MA LiQiu 1,MA HongAn 1,XIAO HongYu 1,LI ShangSheng 1,LI Yong 1 & JIA XiaoPeng 1,21 National Key Laboratory of Super Hard Materials,Jilin University,Changchun 130012,China;2 Institute of Material Science and Engineering,Henan Polytechnic University,Jiaozuo 454000,China.  Chinese Science Bulletin. 2010(08)
[4]優(yōu)質(zhì)Ⅱb型寶石級(jí)金剛石大單晶的高溫高壓合成[J]. 李尚升,臧傳義,馬紅安,田宇,張亞飛,肖宏宇,黃國(guó)鋒,馬利秋,李勇,陳孝洲,李小雷,賈曉鵬.  超硬材料工程. 2008(04)

碩士論文
[1]高氮工業(yè)金剛石的高溫高壓合成[D]. 于潤(rùn)澤.吉林大學(xué) 2008



本文編號(hào)：3185671