纳米晶金刚石膜合成研究及CVD金刚石辐射探测器研制

摘要

金刚石集多种优异的力学、热学、电学和光学性质于一身，应用领域广泛。尽管CVD金刚石的研究目前已取得了令人瞩目的成就，但无论是制备技术还是应用研究都还远远不够，还有很多课题需要深入研究，包括高电学光学质量金刚石合成、金刚石膜的结构和性能、金刚石器件的开发等方面的研究。 本文对金刚石制备和应用进行了研究。介绍了对原有的装置进行技术改造的情况；探讨了金刚石纳米相合成及机理；阐述了金刚石辐射探测器的研制过程。本文研制的CVD金刚石探测器具有暗电流低、时间响应快、灵敏度高等优点，这与我们的CVD金刚石的电学质量高、金刚石表面的抛光处理及电极设计合理分不开。CVD金刚石辐射探测器的研制为CVD金刚石的高端应用奠定了坚实的基础。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

第一节金刚石的结构与性质

1.1金刚石的晶体结构

1.2金刚石的性质

第二节等离子体化学气相沉积(PCVD)金刚石

2.1金刚石的人工合成

2.2 PCVD金刚石的制备研究

第三节CVD金刚石的机理研究

3.1 CVD金刚石生长粒子的研究

3.2 CVD金刚石的生长机理

第四节CVD金刚石的应用研究及前景展望

4.1 CVD金刚石的应用领域

4.2我国CVD金刚石研究现状

4.3 CVD金刚石产业的前景展望

第五节论文概况

第二章EACVD制备金刚石厚膜及脉冲放电研究

第一节EACVD金刚石膜实验装置

1.1 EACVD热丝系统的改进

1.2放电系统的改进

1.3 EACVD装置控制系统的改进

第二节金刚石厚膜制备及测试分析

第三节脉冲放电等离子体发射光谱诊断

3.1可见光发射光谱等离子体诊断方法介绍

3.2脉冲占空比对等离子体的影响

3.3脉冲频率对等离子体的影响

第四节本章小结

第三章纳米晶金刚石膜的制备和CVD气相环境诊断

第一节纳米晶金刚石膜的研究概况

第二节掺Ar合成纳米晶金刚石膜的等离子体机理研究

2.1 EACVD掺Ar合成纳米晶金刚石膜

2.2质谱诊断介绍

2.3不同比例Ar的掺入对气相环境粒子的影响

2.4放电电流对气相成分的影响

第三节不同晶粒尺寸金刚石膜及碳纳米管和碳纳米纤维的获得

3.1双基底实验安排介绍

3.2 CVD金刚石晶粒尺寸的影响因素

3.3碳纳米管及碳纳米纤维的获得

第三节本章小结

第四章CVD金刚石膜在软X射线探测器方面应用的研究

第一节CVD金刚石软X射线探测器介绍

1.1软X射线探测器的发展

1.2金刚石光电导特性的原理

1.3 CVD金刚石探测器研制现状

第二节CVD金刚石缺陷的慢正电子湮没能谱研究

2.1缺陷的影响

2.2慢正电子湮没能谱简介

2.3 CVD金刚石缺陷的慢电子湮没能谱研究

第三节CVD金刚石探测器的研制

3.1 CVD金刚石探测器的制备过程介绍

3.2薄膜CVD金刚石探测器研制及膜粘附力研究

3.3厚膜CVD金刚石探测器研制及性能测试

第四节本章小结

第五章论文总结

参考文献

附录:攻读博士期间获奖情况

致谢