金剛石作為一種應(yīng)用十分廣泛的極限功能性超硬材料,聚集如此多的優(yōu)異性能例如耐強酸堿、抗輻射,以及它的最大的硬度和熱導(dǎo)率等讓人們目前為止還無法找到一種能代替的材料。其中Ⅱa型金剛石內(nèi)部不含硼氮及其他金屬等雜質(zhì),結(jié)晶度高,缺陷密度低等特性讓其在基于金剛石的功率器件中表現(xiàn)出及其穩(wěn)定的高性能。因此高純Ⅱa型金剛石被認(rèn)為是一種非常有潛力的無缺陷襯底。另外,高純金剛石在量子領(lǐng)域、高精度傳感器、高分辨率成像技術(shù)等尖端領(lǐng)域也具有重要應(yīng)用,是目前金剛石大單晶研究領(lǐng)域的國際熱點問題。而又由于金剛石的諸多性能的特殊性,讓金剛石的寸尺成為金剛石能否產(chǎn)生實際應(yīng)用的關(guān)鍵因素。當(dāng)今,制備高純金剛石大單晶的方法主要有化學(xué)氣相沉積（CVD）法和高溫高壓（HPHT）法,但是兩種高純金剛石合成方法仍存在許多技術(shù)問題。例如,CVD金剛石大單晶中的應(yīng)力和缺陷問題,高溫高壓金剛石大單晶中的金屬雜質(zhì)問題等。因此,針對HPHT法合成高純金剛石晶體中存在金屬雜質(zhì)的問題,在合成“高純”Ⅱa型金剛石晶體時,關(guān)鍵在于選擇合適的觸媒溶劑。我們知道,金屬溶劑在金剛石晶體的合成過程中起著至關(guān)重要的作用,研究不同觸媒體系中生長的金剛石能更好地理解金剛... 

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    §1.1 金剛石簡介
        §1.1.1 金剛石的晶體結(jié)構(gòu)
        §1.1.2 金剛石的類別
        §1.1.3 金剛石的特性和應(yīng)用
    §1.2 人造金剛石的合成歷史以及最新研究狀況
    §1.3 人造金剛石合成的方法與理論
        §1.3.1 金剛石合成方法
        §1.3.2 生長金剛石的溶劑理論
    §1.4 人造金剛石單晶合成的關(guān)鍵性技術(shù)-溫度梯度法
        §1.4.1 碳元素在熔融合金溶劑中的輸運
        §1.4.2 合適的溫度梯度
        §1.4.3 合成腔體的穩(wěn)定性
    §1.5 論文選題的意義及主要科研內(nèi)容
        §1.5.1 論文選題的意義
        §1.5.2 課題研究內(nèi)容
第二章 高壓設(shè)備與其精密化控制
    §2.1 引言
    §2.2 實驗所用高壓設(shè)備簡介
    §2.3 鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C的壓力與溫度的操控系統(tǒng)
        §2.3.1 壓力操控系統(tǒng)
        §2.3.2 溫度操控系統(tǒng)
    §2.4 合成實驗的壓強和溫度的標(biāo)定
        §2.4.1 合成壓強的測量
        §2.4.2 合成溫度的測量
第三章 合成金剛石大單晶的實驗組裝
    §3.1 引言
    §3.2 腔體內(nèi)傳壓和保溫材料的選擇
        §3.2.1 傳壓材料的選擇
        §3.2.2 白云石做襯管
        §3.2.3 穩(wěn)定的容器材料
    §3.3 石墨加熱源的確定
        §3.3.1 壓制的石墨紙管
        §3.3.2 壓制的石墨紙管
        §3.3.3 兩種石墨管腔體溫度的比較
    §3.4 實驗組裝的確定
    §3.5 本章小結(jié)
第四章 純鐵觸媒合成Ⅰb型金剛石
    §4.1 引言
    §4.2 實驗過程
    §4.3 純鐵觸媒合成Ⅰb型金剛石
        §4.3.1 晶體的光學(xué)圖片
        §4.3.2 晶體的紅外吸收光譜(FTIR)分析
        §4.3.3 晶體的拉曼光譜分析
        §4.3.4 晶體的光致發(fā)光光譜(PL)分析
    §4.4 本章小結(jié)
第五章 純鐵觸媒合成Ⅱa型金剛石
    §5.1 引言
    §5.2 實驗過程
    §5.3 純鐵觸媒合成Ⅱa型金剛石
        §5.3.1 晶體的光學(xué)圖片
        §5.3.2 晶體的紅外吸收光譜分析
        §5.3.3 晶體的拉曼光譜分析
        §5.3.4 晶體的PL光譜分析
    §5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    §6.1 結(jié)論
    §6.2 展望
參考文獻(xiàn)
碩士期間公開發(fā)表的論文
作者簡歷
致謝



本文編號：3660642