CVD

用碳制造金 刚石 。近代热力学 提供 了由碳 转变 为 金 刚 石 （ 稳 态 碳 ） 温度 和压 强 条 件 。 亚 的 ２ ０世 纪 初 ， 国 和 俄 罗 期 科 学 家 在 热 力 学 理 美
论的指导 下 制造 金 刚 石。 １５ ９ ５年 ， ｅｍａ Ｂ ｒ ｎ和 Ｓ— ｉ ｍｏ ｎ发 表 了 金 刚 石 和 石 墨 处 于 平 衡 态 时 的 高 温 和 高 压 线 。在 金 刚 石 和 石 墨 的 平 衡 线 上 方 ， 刚 石 金
金 刚 石 的应 用 领 域 大 大扩 大 。
特 性 、 学 特 性 、 光 性 、 波 声 速 、 导 体 特 性 及 热 透 纵 半 化 学 惰 性 等 ， 自然 界 所 有 的 材 料 中 均 是 首 屈 一 在 指 的 。例 如 ： 刚石 硬 度是 自然 界 中 最 高 的 ， 热 金 其 导 率 是 已知 材 料 中 最 高 的 （ 铜 热 导 率 的 ５倍 ） 是 ． 高 绝缘 性 和 从 红 外 到紫 外 极 宽 的 透 光 性 等 。 由于 自然 界 中 金 刚 石 储 量 极 少 ， 且 开 采 也 非 常 困难 ， 并
正 是 由于 金 刚 石 具 有 上 述 优 异 性 质 及 广 阔 的 应 用 前 景 ， 引 起 了 人 们 对 这 种 材 料 的 极 大 兴 趣 才 和重 视 。 在 １ ９ ７ ７年 英 国化 学 家 Ｓ ｔｓｎＴ ｎ ａｔ ｍｉ ｏ ｅｎｎ ｈ 证 明 了 金 刚 石 是 碳 的 同 素 异 形 体 后 ， 们 尝 试 了 人
ｈ的沉 积速率 ， 者可在 １ ０ｒ ｎ的衬底 面积上 获 后 ０ ｒ ｎ
得 ４ ｍ／ ０ ｌ 沉 积 速 率 ， 一 种 大 面 积 工 业 化 生 ａ的 是 产 金 刚 石 薄 膜 的装 置 。 电子 回旋共 振等 离子 体 Ｃ Ｄ法 （ （ Ｖ Ｅ ，） ［： ） 该 方 法 ［ 是 在微 波 等 离 子 体 装 置 上 附 加 磁 场 。微 ８ ］
因此价 格昂 贵 ， 而且 无 论天 然金 刚 石还 是 高 温高 压下合 成的人 造金 刚石 都 是离 散 的颗 粒 状 ， 用 应 范 围受到 了很 大限制 。直到 ８ ０年代初 ， 日本无 机 材料 研 究 所 的 Ｓ ｔ ａ和 Ｓ ｔ 人 采 用 了 热 丝 法 ｅａ ｋ ａｏ等
（ Ｆ ＶＤ） 非 金 刚 石 衬 底 上 沉 积 出 金 刚 石 薄 膜 Ｈ Ｃ 在
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谷丽萍
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第 ３期
朱建 勇
Ｃ Ｄ 金刚石薄膜 的制备方 法及应 用 Ｖ
是 稳 态 的 ； 衡 线 下 方 ， 墨是 稳 态 的 。 金 刚 石 和 平 石 石 墨 的 表 面 自 由 能 之 差 为 ２０ ０Ｊ ｍｏ， 示 了在 ９ ／ ｌ暗
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２０ ０ ２年 第 ３期 总 第 １ ０期 ２
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炭
素Байду номын сангаас
技
术
Ｃ ＶＤ 金 刚石 薄 膜 的 制 备 方 法 及 应 用
朱建 勇， 炳初 ， 梅 李力 ， 柴欣
由于 Ｃ ＶＤ金 刚 石 制 造 成 本 低 ， 以 大 面 积 化 、 可 曲 面 化 ， 且 其 厚 度 可 按 需 要 从 不 足 １ｔｎ直 至 数 毫 而 ａ 米， 而且 制 备 出 的 Ｃ ＶＤ金 刚 石 薄膜 物 理 性 质 和 天 然 金 刚 石 基 本 相 同或 接 近 ， 学 性 质 完 全 相 同 ， 化 使
ａ ｐ ｒ ｔ ｓ ｐ ｒｓａ ｅ ｒ ｖｅ ｄ ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒ ｐ ａ ａ ｕ ａ ｔ ｒ ｅ ｉｗｅ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ． Ｋｅ ｒ ｓ ｙ ｗｏ ｄ ：ＣＶＤ； ｉｍｏ ｄ ｆ ｍ ｄａ ｎ ｉ ｌ
金 刚 石 具 有 很 多 无 与 伦 比 的 优 异 性 能 ． 械 机
（ 武汉 理 工 大 学 材 料 复合 新技 术 国 家重点 实验 室 ， 湖北 武 汉 ４ ０ ７ ） ３ ０ ０
摘 要： 对现在 的化学气相沉 积金 刚石 薄膜的方 法和金刚石 薄膜在器 件 中的应用 进行介绍和 评论 。 文献标识码 ： Ａ 文章编号 ：０ １３ ４ （０ ２０ —０ ８０ １ ０ —７ １ ２ ０ ）３０ ２ —４
时… ， 们看见 了金 刚石 薄膜 的应 用研究 的曙光 。 人 近几年 ， 达 国家对 化学气 相 沉积 （ 发 简称 Ｃ Ｄ） Ｖ 金 刚石薄膜 制 备及 应用 开 发研 究进 行 了大量 投 资。
作者简 介 ： 建勇 朱 男 武汉理工 大学项 士研究生 。
收 稿 日期 ：０ １ ２ ８ ２ ０ —１ —０
关键词 ： 化学气相沉 积 ； 金刚石薄 膜 中圈分类 号 ： Ｂ ３ Ｏ６ ３ ７ Ｔ ４ ； １．１
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