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探究电阻率PCVD法制备N掺杂n型金刚石薄膜与特性查抄袭率

收藏本文 2024-03-06 点赞:20459 浏览:85839 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:天然纯净金刚石具有绝佳的绝缘性,掺杂的金刚石则转变为半导体特性,在光电子领域具有重要的运用价值。本论文利用直流热阴极化学气相沉积法(DC-PCVD),以H_2、CH_4、NH_3等作为反应及掺杂气体,探讨了不同条件对N掺杂金刚石膜生长及性质的影响,通过扫描电子显微镜(SEM)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线衍射仪(XRD)和霍尔效应测试仪(Hall)等手段探讨了金刚石膜的表面形貌、生长特性和导电特性。同N_2和C_3H_6N_6(三聚氰胺)相比NH_3具有最小的键能,N原子更容易形成离子取代C原子,进行杂化推动二次形核,细化晶粒并增加禁带中的杂质缺陷,提升导电性。流量不超过6sccm的NH_3可细化晶粒,实现纳米金刚石膜的生成,同时也会降低反应速度,过量会遏制膜的生成;温度(800℃-1000℃)和压强(10KPa)适中时,均能生成结晶质量高的金刚石膜,但会降低导电性,NH_3流量超过2sccm时会大大改善其导电性能。关键词:热阴极PCVD论文金刚石膜论文掺氮论文电阻率论文

    中文摘要4-5

    Abstract5-6

    目录6-8

    第1章 绪论8-10

    1.1 金刚石的结构8-9

    1.2 金刚石的性质与运用9-10

    第2章 人工合成金刚石的原理和策略10-19

    2.1 人工合成金刚石的历史10-11

    2.2 CVD 金刚石膜的生长论述11-14

    2.2.1 CVD 金刚石膜的生长历程11-13

    2.2.2 影响 CVD 金刚石膜生长因素13-14

    2.3 CVD 金刚石膜的制备策略14-16

    2.4 CVD 金刚石薄膜掺杂探讨16-17

    2.5 论文的选题及主要探讨内容17-19

    第3章 不同 N 源制备金刚石薄膜的探讨19-28

    3.1 直流热阴极辉光等离子体化学气相沉积(PCVD)装置19-20

    3.2 CVD 金刚石膜的主要表征手段20-22

    3.2.1 扫描电子显微镜(SEM)表征20

    3.2.2 激光拉曼光谱(Raman Shift)表征20-21

    3.2.3 X 射线衍射仪(XRD)表征21-22

    3.2.4 霍尔表征(Hall)22

    3.3 N 源气体探讨22-28

    3.3.1 氮源性质介绍24-25

    3.3.2 扫描电子显微镜(SEM)表征25

    3.3.3 激光拉曼光谱(Raman Shift)表征25-26

    3.3.4 X 射线衍射仪(XRD) 表征26-28

    第4章 NH_3对 N 掺杂金刚石薄膜制备及电学性质影响28-43

    4.1 氨气流量对金刚石薄膜的影响28-33

    4.1.1 扫描电子显微镜(SEM)表征28-30

    4.1.2 激光拉曼光谱(Raman Shift)表征30-31

    4.1.3 X 射线衍射仪(XRD) 表征31-32

    4.1.4 NH_3浓度对金刚石膜电学性能的影响32-33

    4.2 基片温度对掺 N 金刚石薄膜的影响33-38

    4.2.1 扫描电子显微镜(SEM)表征34-35

    4.2.2 激光拉曼光谱(Raman Shift)表征35-36

    4.2.3 X 射线衍射仪(XRD) 表征36-37

    4.2.4 基片温度对金刚石膜电学性能的影响37-38

    4.3 反应压强对掺 N 金刚石薄膜的影响38-40

    4.3.1 扫描电子显微镜(SEM)表征38-39

    4.3.2 激光拉曼光谱(Raman Shift)表征39

    4.3.3 X 射线衍射仪(XRD) 表征39-40

    4.3.4 压强对金刚石膜电学性能的影响40

    4.4 均匀性探讨40-41

    4.5 NH_3+CH_4+H_2气氛下纳米金刚石膜的制备工艺探讨41-43

    结论43-44

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