大颗粒单晶的金刚石贡献过亿产值
半导体用大尺寸单晶金刚石衬底制备及加工研究现状
第52卷第10期2023年10月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.10October,2023半导体用大尺寸单晶金刚石衬底制备及加工研究现状刘俊杰1,2,关春龙1,易㊀剑2,宋㊀惠2,江㊀南2,西村一仁2(1.河南工业大学材料科学与工程学院,郑州㊀450001;2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所,海洋材料及相关技术重点实验室,浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,宁波㊀315201)摘要:单晶金刚石具有超宽的禁带宽度㊁低的介电常数㊁高的击穿电压㊁高的热导率㊁高的本征电子和空穴迁移率,以及优越的抗辐射性能,是目前已知的最有前景的宽禁带高温半导体材料,被誉为 终极半导体 ㊂但单晶金刚石在半导体上的大规模应用还有很多技术难题急需解决㊂本文聚焦大尺寸(英寸级)单晶金刚石衬底的化学气相沉积合成㊁剥离切片及研磨抛光技术,通过对近年来的相关文献进行整理,综述了相关方面的国内外研究现状㊂在此基础上,对未来单晶金刚石半导体材料的制备㊁剥离和研磨抛光进行了展望㊂关键词:单晶金刚石;大尺寸;沉积;剥离;研磨抛光;半导体中图分类号:O78;TQ163㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2023)10-1733-12Research Status of Preparation and Processing of Large-Size Single Crystal Diamond Substrates for SemiconductorsLIU Junjie 1,2,GUAN Chunlong 1,YI Jian 2,SONG Hui 2,JIANG Nan 2,KAZUHITO Nishimura 2(1.School of Materials Science and Engineering,Henan University of Technology,Zhengzhou 450001,China;2.Zhejiang Key Laboratory of Marine Materials and Protective Technologies,Key Laboratory of Marine Materials and Related Technologies,Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering,Chinese Academy of Sciences,Ningbo 315201,China)Abstract :Single crystal diamond has ultra-wide band gap,low dielectric constant,high breakdown voltage,high thermal conductivity,high intrinsic electron and hole mobility,and excellent radiation resistance,making it the most promising wide band gap high temperature semiconductor material known so far,known as the ultimate semiconductor .However,there are still many technical problems to be solved in the large-scale application of single crystal diamond on semiconductors.This paper focuses on the chemical vapor deposition synthesis,stripping section and grinding and polishing technology of large size (inch)single crystal diamond substrates.By sorting out the relevant literature in recent years,the related research status at home and abroad are reviewed.On this basis,the preparation,stripping,grinding and polishing of single crystal diamond semiconductor materials in the future are prospected.Key words :single crystal diamond;large size;deposition;lift-off;grinding and polishing;semiconductor㊀㊀收稿日期:2023-05-09㊀㊀基金项目:宁波市重大科技攻关项目(2021ZDYF020196,2021ZDYF020198);中国科学院青年基金(JCPYJJ-22030)㊀㊀作者简介:刘俊杰(1999 ),男,河南省人,硕士研究生㊂E-mail:liujunjie@ ㊀㊀通信作者:关春龙,博士,副教授㊂E-mail:chunlong_guan@ 易㊀剑,博士,高级工程师㊂E-mail:yijian@ 0㊀引㊀㊀言金刚石是由单一碳原子组成的具有四面体结构的原子晶体,属于典型的面心立方(FCC)晶体,空间点群为Fd 3m ㊂每个碳原子以sp 3杂化的方式与其周围的4个碳原子相连接,碳原子密度为1.77ˑ1023cm -3,碳 碳键长为0.154nm,键角为109ʎ28ᶄ,这种紧密堆积的结构使得金刚石拥有348kJ /mol 的高键能[1-2],也由此赋予其诸多优异的性质,使其在各种极端环境下的应用独占鳌头[3]㊂表1[1,4]汇总了室温下金刚石的部1734㊀综合评述人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷分物理和化学性能指标㊂表1㊀室温下单晶金刚石的物理㊁化学性能[1,4]Table 1㊀Physical and chemical properties of diamond at room temperature [1,4]Performance indexNumerical value Unit Intensity >1.2GPa Hardness 1.0ˑ104kg /mm 2Compressive strength>110GPa Tensile modulus 1.14ˑ103GPa Light transmission rangeUltraviolet to far infrared Thermal conductivity 2320W㊃m -1㊃K -1Saturated electron velocity 2.7ˑ107cm /s Saturated hole velocity1.0ˑ107cm /s Resistivity 1013~1016Ω/m Permittivity5.7 Band gap 5.45eV Breakdown field strength 1.0ˑ107V /cm图1㊀半导体单晶金刚石衬底制备工艺流程Fig.1㊀Preparation process of single crystal diamond substrate for semiconductor 由表1可见,单晶金刚石具有超宽的禁带宽度㊁低的介电常数㊁高的击穿电压㊁高的本征电子和空穴迁移率,以及优越的抗辐射性能,是已知的最优秀的宽禁带高温半导体材料[5]㊂相比常规的半导体材料硅,金刚石优异的热导率能够及时散发电路运转过程中的热量,从而极大地提高精密仪器的运行功率,避免热量聚集引起的各类电子器件损坏[6]㊂另外,金刚石的饱和载流子速度优于其他的半导体材料[7],高的电子迁移率及极高的击穿电场使其成为高频半导体器件的理想衬底材料㊂应用于半导体领域或是集成电路的金刚石需要具备一定的形状和面型精度,图1示出半导体用大尺寸单晶金刚石衬底的常规制备工艺流程,从图中可见,晶体的微波等离子体化学气相沉积(microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)制备㊁晶圆切割和研磨抛光是单晶金刚石衬底制备过程的关键工序㊂实现这些工序,获得高质量的单晶金刚石衬底正面临诸多技术难题,例如:1)化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)金刚石材料需达到英寸级大晶圆面积㊂大尺寸的天然金刚石材料储备有限㊁价格昂贵且质量参差不齐[8],难以满足工业化应用的需求,而MPCVD 法沉积英寸级单晶金刚石的制备技术是目前需要突破的首要难题㊂2)单晶金刚石在籽晶上生长后要能自由切割并剥离成片㊂目前CVD 单晶金刚石的剥离主要使用激光切割的方法,该方法易破碎,效率低㊂3)单晶金刚石研磨抛光后的表面粗糙度和面型精度要能满足半导体衬底的要求㊂半导体衬底对表面粗糙度和面型精度的要求很高,英寸级单晶金刚石的研磨抛光是一大挑战㊂因此,如何制备出英寸级的大尺寸单晶金刚石,并高效地剥离切片和研磨抛光,是单晶金刚石作为 终极半导体 能够获得广泛应用的关键㊂本文聚焦于单晶金刚石衬底材料制备的技术路线,介绍了大尺寸单晶金刚石合成㊁剥离及研磨抛光工艺的技术进展,讨论了当前有关工艺技术的优点及存在的问题,并对未来单晶金刚石半导体衬底制备技术的发展进行了展望㊂1㊀大尺寸单晶金刚石沉积工艺理论上讲,只要能够获得足够尺寸的衬底,就可以制备出相应尺寸的单晶金刚石㊂根据衬底种类不同,CVD 法沉积金刚石可分为异质外延和同质外延㊂由于高质量的单晶金刚石衬底很难获得,因此,选择一种㊀第10期刘俊杰等:半导体用大尺寸单晶金刚石衬底制备及加工研究现状1735㊀合适的异质衬底进行外延生长单晶金刚石,无疑是制备英寸级单晶金刚石的最优选择[9]㊂1976年,Derjaguin 等[10]实现了在非金刚石衬底上制备金刚石;1990年,Koizumi 等[11]在c-BN (111)衬底实现了异质外延金刚石生长㊂异质外延沉积大尺寸单晶金刚石过程如图2所示[12],沉积过程可分为形核和长大,初级核通过重整周围碳原子排列结构,不断扩大形核区,使之形成规则的金刚石晶体㊂提高形核密度㊁选择合适的异质衬底是成功实现金刚石异质外延生长的关键因素,提高形核密度的主流工艺主要有以下两种:1)Yugo 等[13]在1991年最先提出的偏压增强形核技术,该团队在偏压大小为-70V 时获得了1010cm -2的形核密度,随后将该技术应用于热丝化学气相沉积工艺中,同样也提高了形核密度;北京科技大学李义锋等[14]利用偏压加强MPCVD 工艺开展了Ir 衬底的异质外延形核研究,使得外延层形核密度达108~109cm -2㊂2)离子辐照技术,日本Othsuka 等[15]采用热阴极直流等离子体化学气相沉积结合离子辐照技术,在Ir /MgO (001)衬底上首次获得密度为108cm -2的异质外延金刚石颗粒㊂图2㊀异质外延沉积大尺寸单晶金刚石示意图[12]Fig.2㊀Schematic diagram of heteroepitaxial deposition of large size single crystal diamond [12]在衬底选择方面,2015年Chen 等[16]利用高温高压法在c-BN (111)制备了异质外延金刚石,并且通过形成连续堆垛的缺陷网格缓解了界面晶格失配㊂但是由于c-BN 尺寸也非常小,难以获得大面积高质量的单晶金刚石㊂相比于此,较容易获得的单晶Si 片引起了学者的广泛研究,德国Davis 等[17]在偏压增强形核技术提出之后,首次利用MPCVD 在Si (001)制备了高定向金刚石外延层,提出Si 和金刚石之间的化学键影响了取向关系的论点㊂Lee 等[18]采用HRSEM㊁HRTEM 等手段直接观察了采用偏压增强形核技术的Si 上形核过程,发现金刚石可以直接在Si 衬底形核,不存在SiC 过渡层,同时可以以任意取向在Si 衬底上形核㊂Si 与金刚石之间晶格失配度较大,表面能差异大及偏压作用对衬底的破坏被认为是导致沉积的金刚石质量较差的主要原因,在Si 上直接制备单晶金刚石并不适合㊂经过研究人员长期的探索,Ir 被认为是一种最优的选择,是目前唯一可实现高质量㊁大尺寸异质外延制备金刚石的衬底材料㊂Brescia 等[19]通过第一性原理计算发现,C 原子在Ir 中的溶出能对其浓度变化十分敏感,有利于金刚石颗粒的平移和旋转,从而快速达到取向一致㊂不同Ir 复合衬底异质外延沉积单晶金刚石膜质量比较如表2[20-21]所示㊂Kasu 等[22]的研究表明,原子级光滑的Ir 衬底表面经过偏压增强形核技术形成了几十纳米高的脊状形状,他们认为,经过偏压增强形核技术处理时,含碳基团溶解于Ir 气氛,作为催化剂的Ir 促进金刚石的形核与生长,该研究也从侧面证实了以Ir 为衬底可以获得高质量㊁大尺寸的异质外延金刚石㊂1736㊀综合评述人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷表2㊀基于Ir 不同复合衬底外延金刚石膜质量比较[20-21]Table 2㊀Comparison of epitaxial diamond film quality based on different Ir composite substrates [20-21]Composite substrate Sediment thickness Quality (tilt /twist)Ir /YSZ /Si(001)(1.6ʃ0.25)mm 0.064ʎʃ0.011ʎ/0.12ʎʃ0.04ʎIr /YSZ /Si(001)45μm 0.27ʎ/0.59ʎIr /SrTiO 3(001)34μm 0.17ʎ/0.41ʎIr /MgO(001)60μm 0.077ʎ/0.082ʎIr /SrTiO 3(100)34μm 0.17ʎ/0.38ʎIr /Al 2O 3(100)38μm 0.30ʎ/ Ir /Si /MgO(100)8μm 0.88ʎ/4.13ʎ金刚石半导体的快速发展离不开大尺寸晶圆(>2英寸)金刚石的发展㊂单颗衬底三维生长制备大尺寸单晶金刚石技术路线如图3所示㊂金刚石材料中属于同一族的晶面具有相同的生长特性,因此可以在籽晶的(100)晶面生长至一定厚度时,将其打磨后在侧面继续生长,随后继续打磨并在侧面生长,利用三维生长法可以使金刚石籽晶面积进一步扩大㊂图3㊀单颗金刚石多晶面三维生长Fig.3㊀3D growth of single diamond polycrystalline plane Yamada 等[23]最早通过在生长过程中加入N 2并利用半封闭衬底托的方式,经过150h 的漫长实验,在一个衬底上经过无加工的24次重复生长,成功获得了一颗10mm 厚,重达4.65ct(1ct =200mg)的金刚石,如图4所示㊂Liang 等[24]通过在沉积过程中添加N 2,在高压下实现了165μm /h 的生长速度,并且成功制备出一颗18mm 厚的单晶金刚石㊂图4㊀经过24次重复生长的金刚石[23]Fig.4㊀Diamond growth after 24repetitions [23]通过研磨去除生长过程中单晶金刚石边缘产生的多晶金刚石后再重复生长,是目前市面上获取大尺寸单晶金刚石的主流方法㊂但是随着生长的进行,籽晶的尺寸会有一定程度的改变,影响了金刚石表面等离子体的状态,同时由于生长界面不断变化,内部的缺陷和位错逐渐增加,即使对表面打磨后再生长,最终切割后仍有很大概率出现破损的现象,受制于各种加工因素,三维生长法并不是一个最优选择㊂Geis 等[25]率先提出马赛克拼接法,首次在硅衬底上沉积出晶体结构近似单晶的面积约为1cm 2㊁厚度为250μm 的金刚石立方㊀第10期刘俊杰等:半导体用大尺寸单晶金刚石衬底制备及加工研究现状1737㊀体,但是其表面存在可见的拼接缝㊂马赛克拼接法技术路线如图5所示㊂Yan 等[26]采用16颗4mm ˑ4mm 作为籽晶,实现了2.56cm 2的单晶金刚石同质外延生长,大幅提高了单晶金刚石同质外延生长的尺寸,但同时也对籽晶和沉积环境提出了严格的要求㊂Muchnikov 等[27]的研究表明,籽晶的晶向会 遗传 给外延层,并且籽晶晶向偏差越大,拼接区域产生的应力也就越大㊂为了解决这一问题,需要对籽晶的结晶取向进行调节,保证籽晶拼接位置晶向一致㊁厚度一致,才能利用马赛克拼接法得到大面积的单晶金刚石㊂法国巴黎大学的Findeling-Dufour 等[28]研究了籽晶晶向对表面生长状态的影响和连接处晶体属性的问题,不仅得到了形态质量良好的大尺寸单晶金刚石,而且得出了采用结晶特征基本完全相同的籽晶进行马赛克拼接生长更容易获得单晶金刚石外延层的结论,在世界范围内掀起了利用马赛克拼接法制备大尺寸单晶金刚石的热潮㊂图5㊀马赛克拼接法制备大尺寸单晶金刚石Fig.5㊀Preparation of large size single crystal diamond by Mosaic splicing method 我国在MPCVD 法制备单晶金刚石领域取得了一定的成就,但是,国内高校及科研院所对马赛克拼接法制备大尺寸单晶金刚石的研究起步较晚,与国外还存在较大技术差距㊂哈尔滨工业大学的Shu 等[29]采用两片3mm ˑ3mm 单晶金刚石片进行马赛克拼接生长的研究,但由于两片籽晶有着非常明显的晶向,生长后的晶体出现了明显的接缝,借助不同厚度位置的Raman 分析,发现在生长过程中出现了应力区的移动㊂山东大学Wang 等[30]通过马赛克拼接法成功制备了11.75mm ˑ11.75mm 的单晶金刚石外延层,研究表明籽晶高度差异是引起外延层阶梯流运动和结合部位晶体取向的主要驱动力㊂中国科学院宁波材料技术与工程研究所的胡付生等[31]利用激光切割技术,在单晶金刚石籽晶上表面制备沟槽,在保证拼接的籽晶晶体结构一致的前提下,研究了不同生长时间㊁不同沟槽宽度和深度对沉积效果的影响,随着时间的累积,晶体结构一致的两片籽晶被有效地连接,其拼接形貌如图6所示㊂研究结果表明当籽晶晶体结构一致时,沉积后的拼接痕迹与沟槽宽度成正相关,而与沟槽深度无关,沟槽越宽,沉积后的拼接痕迹越明显㊂图6㊀沉积3h(a),(b)和6h(c),(d)的沟槽表面形貌[31]Fig.6㊀Groove surface morphologies at 3h (a),(b)and 6h (c),(d)of deposition [31]1738㊀综合评述人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷2㊀半导体单晶金刚石衬底切割与剥离工艺2.1㊀大尺寸单晶金刚石切割大尺寸单晶金刚石能够满足于不同应用需求的前提是将其切割为一定的形状和厚度,目前,大尺寸单晶金刚石的分割方法主要有锯切㊁劈切及激光切割[32],在实际加工过程中,劈切对金刚石材料的加工效率高,但技术要求高,主要适用于金刚石材料有较大缺口或者较为明显的解理面㊂由于金刚石材料极高的硬度㊁强烈的各向异性,导致其分割不稳定㊂因此,常规的线切割和机械加工产生的损耗过大,限制了大尺寸单晶金刚石的利用率,不适用于大尺寸单晶金刚石的切割㊂激光切割的原理是在激光的照射下,金刚石材料瞬间气化,由于激光作用时间短,光斑小,具有速度快㊁切割缝窄等一系列优点[33],常被应用于大尺寸单晶金刚石的切割㊂Lin等[34]建立了激光切割金刚石过程中三维温度场模型,研究了不同的激光进给速度㊁加工功率对切割的影响,分析工艺参数对金刚石损伤层深度的影响,对后续研究激光切割单晶金刚石具有指导意义㊂Amampto等[35]利用阵列镜片聚焦激光束,使其垂直作用在机床中心,通过数控机床多轴控制,快速制备了纳米聚晶金刚石刀具㊂Sudheer等[36]分别使用四种激光器加工单晶金刚石,通过观测切割后微裂纹数目及破损的大小,探索了激光波长㊁功率密度等对切割质量的影响,认为低破损㊁高精度切割大尺寸单晶金刚石的首选是调Q的YAG激光器㊂德国汉诺威实验室对不同脉宽激光器进行了加工质量对比,不同运动参数和聚焦策略对激光加工质量的影响如图7所示,研究表明,采用切削方向上的线性聚焦形状,在保证切削质量的前提下,显著提高了切削速度,证实了飞秒激光高质量切割的潜力[37]㊂图7㊀用800μJ脉冲聚焦于点(a)和线(b),以320mm/min的速度进行8次激光扫描后的图像[37] Fig.7㊀Eight laser scans were performed at320mm/min with800μJ pulses focused on the points(a)and lines(b)[37]我国在激光器方面的研究与国外基本同步,但是由于相关理论的制约,激光切割应用领域与国外仍存在一定差距㊂武汉化工学院的王亚等[38]进行了激光切割CVD金刚石膜工艺实验,重点研究了输出功率㊁焦点位置和不同切割气氛环境对激光切割的影响㊂研究表明:采用NdʒYAG激光器切割金刚石,激光焦点靠近样品中部时,切割后的切缝比焦点靠近中部和下部时窄;对于厚度一定的金刚石样品,应尽可能选择能够一次切透的最小电流,以避免电流过大在切割时产生的孔径过大,同时避免重复切割扩大切割缝;切割过程中产生的等离子云导致激光聚焦效果变差,扩大了切割缝,此时应当通入适当流量的O2,既能去除切割面的非晶碳,也能降低等离子云的影响㊂为了进一步提高高频激光对CVD单晶金刚石的切割深度,中国科学院宁波材料技术与工程研究所的王吉等[39]利用新型声光调制高频激光器,重点研究了激光的焦点位置㊁功率㊁线速度,以及频率对CVD金刚石切缝深度㊁宽度和切面粗糙度的影响㊂结果表明,激光上表面宽度和深度随着功率的增大而增大,与此同时,随着焦点位置下移,最大切深不断增加,切割频率增加导致上表面切缝明显加宽㊂最终该团队在保证切割效率的前提下,获得了单向最大切割深度7.2mm㊁切割面粗糙度0.804μm,上表面切割缝宽150μm的最优切割效果㊂武汉工程大学的严垒等[40]进行了激光切割CVD金刚石的工艺探索,重点分析了切割速率及重复频率对切割质量的影响㊂研究表明:降低切割速率的同时提高激光频率可以有效减小孔间距,得到的切割面更为光滑,但是切割速率过低会影响切割效率;激光频率由50Hz增加至80Hz时,切割缝宽明显增加,不适用于厚CVD金刚石片的切割㊂㊀第10期刘俊杰等:半导体用大尺寸单晶金刚石衬底制备及加工研究现状1739㊀2.2㊀大尺寸单晶金刚石剥离研究表明,将CVD 金刚石层从籽晶上剥离出来,需要利用离子注入技术㊂使用激光切割方法分离外延层时,会损耗掉一部分的金刚石,且损耗的比例随着金刚石片的尺寸增加而变大㊂离子注入技术预先使用高能粒子对衬底进行轰击,在预先抛光过的金刚石籽晶表面之下约几百纳米处形成非金刚石相,损伤层深度由注入的离子能量决定[41]㊂经过离子注入的金刚石籽晶继续利用同质外延技术生长单晶金刚石,随后利用电化学腐蚀技术将非金刚石相去除,达到分离衬底的目的㊂技术路线如图8所示㊂图8㊀大尺寸单晶金刚石的剥离技术路线图Fig.8㊀Lift-off technology roadmap of large size single crystal diamond 早在1992年,Parikh 等[42]率先提出了离子注入技术,通过注入高能O 或C 离子,使之在表层金刚石下形成损伤层,突破性地将平方毫米大小的金刚石从天然金刚石上完整剥离㊂1993年,美国奥本大学的Tzeng 等[43]重复了这项研究,利用离子注入技术成功地将15μm 厚的单晶金刚石从籽晶上剥离㊂Mokuno 等[44-45]利用MPCVD 工艺结合离子注入技术,在不同侧面反复生长,利用10mm ˑ10mm 籽晶片成功制备出尺寸为12mm ˑ13mm ˑ3.7mm 的单晶金刚石㊂Yamada 等[46]利用离子注入技术成功合成出多片与籽晶具有相同晶体特征的单晶金刚石,并选择其中质量较好的拼接为马赛克基底,再次结合离子注入技术成功合成大尺寸单晶金刚石㊂离子注入技术中,离子注入深度从几百纳米到几微米,在分离衬底和样品时的损伤层只有几微米厚,利用该技术,一块金刚石籽晶可多次重复利用,且制备的样品具有相同的晶体结构,为制备大尺寸单晶金刚石提供了一种新的研究思路㊂3㊀大尺寸单晶金刚石抛光CVD 沉积后的大尺寸单晶金刚石经过激光切割㊁离子注入剥离等后处理工艺后,常因表面质量达不到要求而限制了其性能的发挥㊂利用切割后的金刚石制备半导体器件时,要求两个表面必须平坦光滑,具有极高的面型精度和极低的粗糙值,保证接触面积足够大从而提高导热效果[47]㊂由于制备机理的限制,处理后的单晶金刚石表面粗糙度会增大到几微米甚至几十微米,往往还会产生较为明显的翘曲现象,因此必须采用精密加工的方式将粗糙度降到纳米量级,达到一定的面型精度,才能投入使用[48]㊂14世纪珠宝钻石的抛光加工可以被认为是最早的金刚石抛光研究,随着科学技术不断发展,金刚石在半导体领域的应用要求已远高于其他领域㊂机械抛光是最传统的金刚石研磨加工方法,利用游离的金刚石微粉与金刚石样品表面接触,产生较大的摩擦力,使金刚石表层发生变形甚至碳键断裂,实现抛光的目的㊂1983年英国的Jeynes 就对机械研磨的机理进行研究,1992年荷兰的Couto 研究了金刚石机械研磨中在 软方向 上的磨损去除机理[49];刘浩等[50]采用金属粉末增强机械抛光单晶金刚石,探究了不同磨料对机械抛光效果的影响,如图9所示㊂结果表明镍㊁钴金属粉末与金刚石微粉混合作为抛光粉料,可以实现单晶金刚石的高效率㊁高质量抛光㊂1740㊀综合评述人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷图9㊀W0.5抛光膏㊁0.5μm金刚石微粉㊁325目镍粉与0.5μm金刚石微粉复合粉末,以及325目钴粉与0.5μm金刚石微粉复合粉末抛光后样品表面形貌[50]Fig.9㊀Surface morphology of sample after W0.5polishing paste,0.5μm diamond powder,325mesh nickel powder and0.5μm diamond powder composite powder,and325mesh cobalt powder and0.5μm diamond powder composite powder polishing[50] Yoshikawa等[51]的研究表明,采用机械抛光后的金刚石膜次表面由于具有过大的内部残余应力,存在沿着抛光方向分布的裂痕㊂为了降低机械抛光对次表面损伤,Thornton等[52]提出了在机械抛光过程中引入化学反应的材料去除机制,机械作用力使得金刚石表面产生微裂痕,同时金刚石和抛光垫之间的硝酸钾氧化C 原子,促使裂痕进一步生长,最终达到材料去除的目的㊂2009年,Furushiroa等[53]利用铜在空气中氧化产生的氧化铜抛光单晶金刚石,6h去除高度仅为7nm㊂由于金刚石材料极高的化学惰性,此方法对抛光单晶金刚石的难度极大㊂Ollison等[54]将机械抛光和化学机械抛光结合起来,利用金刚石磨料对样品进行机械研磨,然后使用加热的化学试剂进行化学机械抛光,通过分析抛光速率和抛光后样品表面质量,优化了金刚石抛光工艺㊂由于高温环境促进了化学试剂的挥发,会对人体产生不可逆转的损伤,在高温环境下使用强氧化剂的高温化学机械抛光尚未得到推广㊂等离子体刻蚀抛光是激发氩气㊁氧气使之产生高能离子束,通过溅射㊁刻蚀作用实现金刚石材料的研磨抛光㊂武汉工程大学的潘鑫[55]研究了等离子体刻蚀对金刚石机械抛光的影响,经过刻蚀处理的金刚石材料利用机械抛光可以较快地实现较高的表面质量,通过等离子体刻蚀作用去除非晶相的同时产生缺陷层,明显提高抛光质量㊂昆明理工大学的李思佳[56]研究了不同刻蚀时间氢等离子体的刻蚀作用,随着刻蚀时间增加,金刚石表面质量发生了较明显的变化,表面粗糙度先减小后增大,如图10所示,晶粒表面出现刻蚀坑和台阶,发生了氧终端向氢终端转变的现象㊂激光抛光和激光切割原理类似,使用高能激光束扫描单晶金刚石表面,高能激光使金刚石瞬间石墨化,材料去除效率高,适用于加工复杂表面㊂Kubota等[57]研究了不同波长激光束对抛光质量的影响,该团队先采用532nm波长的激光进行粗加工表面处理,随之采用波长193nm的激光进行精密加工,利用这种加工工艺获得了表面粗糙度1μm的样品表面,但这种方法操作复杂且加工效率低㊂马玉平等[58]进行了飞秒激光降低金刚石涂层粗糙度的研究,进行了不同激光功率㊁扫描速度及重复频率对抛光后表面粗糙度的实验,研究发现,一定程度内激光功率越低,抛光后得到的金刚石表面质量越好,但低于一定范围(约为100mW)以后,表面粗糙度随着激光功率降低略有提高㊂激光扫描速度增加,表面粗糙度减小,但扫描速度增大至。
高纯低位错密度单晶金刚石的制备与表征
一、概述单晶金刚石是一种非常硬的材料，具有优异的热导率、化学稳定性和耐腐蚀性，因此在工业领域中具有广泛的应用前景。
在单晶金刚石的制备过程中，位错密度是一个非常重要的参数，高纯低位错密度的单晶金刚石具有更优异的力学性能和光学性能。
本文将探讨高纯低位错密度单晶金刚石的制备与表征。
二、高纯低位错密度单晶金刚石的制备1. 化学气相沉积（CVD）法制备化学气相沉积（CVD）法是目前制备单晶金刚石的主要方法之一。
该方法通过在反应室中生成高温高压的热平衡环境，使金刚石晶种在金属基底上沉积形成单晶金刚石。
在CVD法中，控制气相中的原料浓度、反应温度和压力是制备高纯低位错密度单晶金刚石的关键。
2. 高温高压合成法制备高温高压合成法是另一种常用的单晶金刚石制备方法。
该方法通过在高温（>1500°C）和高压（>5GPa）下，利用碳源材料和金属催化剂在金刚石的热稳定性区域合成单晶金刚石。
在高温高压合成法中，原料纯度、反应温度和压力均对产物的位错密度有较大影响。
三、高纯低位错密度单晶金刚石的表征1. X射线衍射分析X射线衍射分析是一种常用的单晶金刚石晶体结构表征方法。
通过观察X射线在样品表面的衍射图案，可以得到金刚石晶体的结晶形貌、晶胞参数和晶面取向等信息，为研究位错密度提供重要依据。
2. 电子显微镜观察电子显微镜是一种高分辨率的表征技术，可以观察到金刚石晶体内部的位错结构和缺陷状况。
透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）是常用的电子显微镜观察方法，能够提供金刚石晶体的高清晰度图像，并可通过图像处理方法定量分析位错密度。
3. Raman光谱分析Raman光谱是一种用于分子振动和晶格结构分析的表征技术，对于金刚石晶体的位错密度和晶体结构具有较高的灵敏度。
通过分析Raman 光谱的峰位、峰型和强度，可以推断金刚石晶体的结构完整性和位错密度情况。
四、高纯低位错密度单晶金刚石的应用前景由于高纯低位错密度的单晶金刚石具有优异的力学性能和光学性能，因此在多个领域具有广泛的应用前景。
金刚石行业年度总结(3篇)
第1篇2023年，金刚石行业在全球范围内经历了深刻的变化和发展。
作为重要的超硬材料，金刚石在工业制造、科研创新、航空航天等多个领域发挥着不可替代的作用。
以下是金刚石行业2023年度的总结：一、行业整体发展1. 产能扩张：2023年，全球金刚石产能持续扩张，主要产出国如俄罗斯、南非、中国等均加大了金刚石矿山的投资和开发力度。
我国金刚石产量继续保持全球领先地位，占据了全球总产量的90%以上。
2. 技术创新：金刚石行业在技术创新方面取得了显著成果。
我国在培育钻石、金刚石微粉等领域取得了重要突破，产品品质不断提升，市场竞争力逐渐增强。
3. 应用领域拓展：金刚石在光伏、半导体、航空航天等领域的应用不断拓展，市场需求持续增长。
特别是在光伏产业，金刚石线作为核心材料，对提高光伏电池效率具有重要意义。
二、主要企业动态1. 力量钻石：作为我国人造金刚石行业的代表企业之一，力量钻石在2023年积极推进新产能建设，产量快速增长。
公司在技术研发、品牌效应和市场占有率等方面取得显著成绩。
2. 岱勒新材：岱勒新材专注于金刚石线研发、生产和销售，其产品在光伏、蓝宝石等领域应用广泛。
2023年，公司营业收入主要来自太阳能光伏行业，其次为蓝宝石应用领域。
3. 奔朗新材：奔朗新材是一家金刚石工具研发、生产和销售的高新技术企业。
公司在金刚石工具、稀土永磁元器件和碳化硅工具等领域拥有较强的技术研发能力。
4. 美畅股份：美畅股份在金刚石线领域处于行业领先地位，2023年业绩增长得益于光伏新增装机容量增长。
公司在钢丝细线化方面取得重要突破，进一步提升产品竞争力。
5. 黄河旋风：黄河旋风主要从事超硬材料及其制品的研发、生产和销售。
公司在2023年注重调整产能、满足客户需求、降低经营风险，同时加强内部控制和风险管理。
三、未来展望1. 市场需求持续增长：随着金刚石在各个领域的应用不断拓展，市场需求将持续增长。
2. 技术创新推动行业升级：金刚石行业将继续加大技术创新力度，提高产品品质和竞争力。
宝石级人造钻石(大颗粒单晶金刚石)的设备介绍----MPCVD新型的方法
宝石级人造钻石(大颗粒单晶金刚石)的设备介绍----MPCVD新型的方法宝石级人造钻石（大颗粒单晶金刚石）的设备介绍----MPCVD新型的方法介绍CVD金刚石设备，主要为微波CVD设备，是被公认的能够制备高品级的大颗粒金刚石和大面积金刚石厚膜。
有需要CVD设备，主要提供1 kW 5 kW 8 kW 微波等离子体CVD 设备，也欢迎咨询！目前化学气相沉积（CVD）法制备金刚石主要有：热丝CVD，直流电弧CVD，微波等离子体CVD。
这些方法在本质上都是用某种形式的能量来激励和分解含碳化合物气体分子,并在一定条件下使金刚石在基片表面成核和生长。
用于刀具涂层的热丝设备能够工业化得直流设备能够制备高品级钻石的微波设备热丝CVD直流CVD微波CVD各自的内部结构图，可以发现三者就是激发等离子体的方式不一样，有各自的优缺点做出来的金刚石的质量也是不一样的哦，看对比就知道了热丝主要用于刀具涂层上直流法生长不够稳定微波法最好，但是耗资较大三者对比可是看的出来的哦，三种方法做出来的东西就是不一样的因此，只有微波法能做出高品级金刚石！直接看看微波CVD金刚石的应用就知道好了：光学级金刚石能够应用到各个领域更重要的是，可以做钻石的！apollo公司生产0.28-0.67克拉的粉红CVD钻石，目前无色钻石最大可达16克拉微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)是制备高品质金刚石膜的首选方法。
主要优点为：无内部电极,可避免电极放电污染;运行气压范围宽; 能量转换效率高;可以产生大范围的高密度等离子体;微波和等离子体参数均可方便地控制等. 所以,它是制备大面积均匀、无杂质污染的高质量金刚石膜的有开发前景的重要方法.MPCVD 装置通常分为微波系统、等离子体反应室、真空系统和供气系统等四大部分. 微波系统包括微波功率源、环行器、水负载、阻抗调配器,有时还包括测量微波入射和反射功率的定向耦合器及功率探头和显示仪表. 微波频率通常选用工业用加热频段的 2. 45GHz. 真空和统由真空泵、真空阀门和真空测量仪器(包括真空规管和显示仪器) 组成. 供气系统由气源、管道和控制气体流量的阀和流量计等组成. 这三个部分各自都是通用型的,可以适用于各种类型的MPCVD 装置和其他用途的实验装置. 等离子体反应室包括微波与等离子体的耦合器、真空沉积室以及基片台等. 不同类型的PCVD 装置的区别在于等离子体反应室形式的不同. 从真空沉积室的形式来分,有石英管式、石英钟罩式和带有微波窗的金属腔体式. 从微波与等离子体的耦合方式分,有表面波耦合式、直接耦合式和天线耦合式.在过去的20年里，金刚石膜MPCVD装置经历了从早期的石英管、石英钟罩式，到后期的圆柱谐振腔式、椭球谐振腔式以及圆周天线式(CAP)谐振腔的发展。
人造金刚石合成技术开拓创新的50年_王光祖
文章编号:1006-852X(2004)06-0073-05人造金刚石合成技术开拓创新的50年THE FIFTY YEARS CREATIO N OF DIAMO ND SYNTHESIZING TECHNIQ UE王光祖(郑州磨料磨具磨削研究所,郑州450013)Wang Guangzu(Zhengzhou Research Institutef or Abrasives and Grinding,Zhengzhou450013,China)摘要:人们经过近百的艰苦探索,世界人工合成的金刚石终于1954年12月16日在美国通用电气公司诞生,从而拉开人工合成金刚石的序幕。
50年来,金刚石合成技术经历了三次大的飞跃。
过去的50年是人造金刚石合成技术不断开拓创新的50年,产品质量及其品种不断提高和增多,以及生产规模和年产量迅速发展的50年,也是应用领域不断拓展的50年。
人造金刚石的问世,为促进工业现代化和科学技术现代化的高速发展提供了巨大的技术支撑,并为材料科学的发展和工艺技术、理论创新所做出的重要贡献。
关键词:人造金刚石;合成技术;开拓创新中图分类号:TQ163文献标识码:AAbstract:The first synthetic diamond was produced by General Electric Company in the USA in19541This work opened the prolusi on of syn thetic diamond1Within the last fifty years,the diamond syn thesize technique experienced three great inprovements.So,the past fifty years not only were the years of creation of diamond synthesize technique,but also the years of increase in the quali ty and diversities of the products,and the years of rapid development of production scale and annual production,and also the years of continuous expansion of application1The invention of the syn thetic diamond not only provided a great techniq ue supporting for improving the develop ment of industry modernization and science technique modernization but also contributed to the develop ment of materials science and technology1Key words:synthetic diamond;synthesize technique,exploi ting and innovating1引言金刚石是由碳原子构成的典型原子晶体,其来源有二:一是天然金刚石;另一是人造金刚石。
半导体材料 金刚石单晶片
半导体材料金刚石单晶片半导体材料中的金刚石单晶片呀，可真是个超级有趣的存在呢！一、金刚石单晶片是啥？咱们先来说说这个金刚石单晶片到底是个啥东西吧。
金刚石，大家都知道，那可是超级硬的家伙，是自然界硬度最高的物质。
而这个金刚石单晶片呢，就是由金刚石这种材料制成的单晶体薄片。
它就像是一个从金刚石大家族里精心挑选出来的小薄片，有着独特的晶体结构。
这个晶体结构可是非常整齐有序的，就像士兵们整齐地排列一样，这种整齐排列赋予了它很多独特的性能。
二、它的半导体特性。
你可别小瞧了这个金刚石单晶片的半导体特性哦。
它在电子领域那可是有着大潜力的。
比如说，它的禁带宽度比较宽，这就意味着它能够承受更高的电压，在一些高功率的电子设备中，就像一个强壮的大力士一样，可以轻松应对。
而且呀，它的电子迁移率也比较高，这就好比是在电子的世界里，电子在这个金刚石单晶片里奔跑的速度很快，可以更快地传递信号，这在现代高速发展的电子科技中，简直就是个小明星呢。
三、制作的不容易。
制作金刚石单晶片可不是一件轻松的事儿。
这就像是精心雕琢一件艺术品一样。
首先得有合适的原材料来源，可不是随便哪里的金刚石都能拿来做单晶片的。
然后呢，在制作的过程中，要控制好多好多的参数，温度啦、压力啦，稍微有点偏差，可能就得不到理想的单晶片了。
就像是烤蛋糕，面粉、糖、温度啥的没弄好，蛋糕就不好吃了。
制作金刚石单晶片的技术人员得非常细心、有耐心，就像呵护小婴儿一样对待这个制作过程。
四、在科技中的应用。
金刚石单晶片在科技中的应用可广泛啦。
在通信领域，因为它能快速传递信号，就像一个超级快递员，所以可以提高通信设备的性能。
在功率半导体器件方面，它的高耐压性就发挥得淋漓尽致了。
还有在一些高端的传感器里面，它也能凭借自己独特的性能，准确地感知各种信息。
可以说，它就像是一个全能型的选手，在科技的大舞台上到处都能看到它的身影。
五、未来的展望。
我觉得金刚石单晶片的未来是超级光明的呢。
随着科技不断地发展，人们对电子设备的要求越来越高。
大尺寸单晶金刚石同质连接技术
大尺寸单晶金刚石同质连接技术舒国阳;王伟华;李一村;刘雪冬;代兵;朱嘉琦;Ralchenko V.;Bolshakov A.;刘康;孙明琪;姚凯丽;赵继文;高鸽;刘本建【摘要】介绍了制备人造单晶金刚石的技术途径及发展现状,重点讨论并对比了几种化学气相沉积法(CVD)金刚石制备技术的优缺点,详细阐述了基于微波等离子体CVD (MPCVD)法的同质连接技术——一种突破晶体尺寸限制,实现大尺寸单晶金刚石的有效途径.通过该技术实现了英寸级单晶金刚石晶片的制备,并针对横向生长、界面质量及演化、三维结构连接控制等核心科学技术问题进行了分析和讨论,展望了其在尖端应用领域的发展前景.【期刊名称】《自然杂志》【年(卷),期】2019(041)002【总页数】11页(P100-110)【关键词】人造金刚石;单晶;微波等离子体化学气相沉积;同质连接【作者】舒国阳;王伟华;李一村;刘雪冬;代兵;朱嘉琦;Ralchenko V.;Bolshakov A.;刘康;孙明琪;姚凯丽;赵继文;高鸽;刘本建【作者单位】哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;俄罗斯科学院普通物理研究所,俄罗斯莫斯科119991;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;俄罗斯科学院普通物理研究所,俄罗斯莫斯科119991;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;俄罗斯科学院普通物理研究所,俄罗斯莫斯科119991;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001;哈尔滨工业大学特种环境复合材料技术国家级重点实验室,哈尔滨150001【正文语种】中文金刚石(diamond)，即我们所熟知的钻石的学名，是一种极其稀有的晶体矿物。
2024年单晶金刚石市场分析报告
2024年单晶金刚石市场分析报告引言本报告对单晶金刚石市场进行了全面分析。
首先，介绍了单晶金刚石的定义和特点。
接着，通过市场需求、供应情况、竞争格局和未来发展趋势等方面进行了深入研究。
最后，给出了几点建议供相关企业参考。
单晶金刚石的定义和特点单晶金刚石是一种由碳元素组成的宝石材料，具有极高的硬度和热导率。
其特点包括抗磨损、耐高温、导热性好等。
由于这些特点，单晶金刚石在许多领域被广泛应用，如工具加工、电子器件制造、磨削工艺等。
市场需求分析单晶金刚石的市场需求主要受以下几个因素影响：1.工业发展水平：随着工业领域的不断发展，对单晶金刚石的需求量也在逐年增加。
2.产品应用领域：不同领域对单晶金刚石的需求量和品质要求不同，影响市场需求的大小和结构。
3.替代品的存在：一些替代品的出现可能对单晶金刚石市场需求造成一定的冲击。
根据对市场调研和相关数据的分析，预测未来几年单晶金刚石的市场需求将保持稳定增长。
供应情况分析单晶金刚石的供应主要来自几个方面：1.主要生产国家：全球几个主要生产国家如美国、俄罗斯、中国等，对单晶金刚石的供应起着至关重要的作用。
2.生产技术水平：单晶金刚石的生产需要高度专业化的技术支持，技术水平的不断提高对供应形势产生影响。
3.市场竞争格局：市场竞争格局的变化也会影响单晶金刚石的供应情况。
通过对供应情况的观察和分析，预测未来几年单晶金刚石的供应将逐步增加。
市场竞争格局分析目前，单晶金刚石市场的竞争格局主要由以下几个因素决定：1.市场份额：各主要生产国家和企业在市场中的份额大小，直接影响着市场竞争格局。
2.产品质量：单晶金刚石的质量对于市场竞争至关重要，高品质产品能够占据更大市场份额。
3.价格因素：产品价格的高低也会影响市场竞争格局，适当的价格战略有助于提升竞争优势。
据市场调研和数据分析，预测未来几年单晶金刚石市场竞争格局将持续变化，需要企业保持灵活应对。
未来发展趋势分析从市场需求、供应情况和竞争格局等多个角度出发，可以看出未来单晶金刚石市场的发展趋势：1.科技创新：随着科技的不断发展，单晶金刚石在各个领域的新应用将不断涌现。
金刚石单晶用途
金刚石单晶用途
嘿，你知道吗，金刚石单晶那可真是个了不起的东西啊！先来说说它在工业上的大用处吧。
就拿切割工具来说，那简直就是无坚不摧的利器呀！一些超硬的材料，遇到金刚石单晶做的切割工具，那也得乖乖被切开。
我记得有一次我在工厂参观，就看到师傅们用金刚石单晶刀具切割金属，那速度，那精准度，真是让人惊叹不已！
在珠宝领域呢，金刚石单晶也就是我们常说的钻石，那可是璀璨耀眼的存在呀。
一枚漂亮的钻石戒指，能让女孩子的心都化了。
我就曾经见过一个小伙子拿着一枚用金刚石单晶打造的戒指求婚，那场面，别提多浪漫了，女孩子感动得稀里哗啦的。
还有哦，在科学研究中，金刚石单晶也有着重要的地位呢。
它可以用来制作一些高精度的仪器零件，为科学探索助力。
就好像是一个默默奉献的幕后英雄。
总之啊，金刚石单晶的用途真是广泛得让人咋舌。
从工业到生活，从科学到艺术，它都在发挥着自己独特的作用。
所以说呀，金刚石单晶可真是个宝呢！这就是关于金刚石单晶用途的那些事儿啦！。
哈工大在金刚石单晶领域取得重大科研突破
• 4•【资讯】“2021全国网上年货节”于1月20日正式开始为落实国务院联防联控机制关于2021年春节期间疫情防控工作部署，保障年货供应，引导电商企业积极为群众采购提供便利，疏解采购年货可能导致的人员聚集，商务部、工业和信息化部联合相关单位举办“居家嗨购 网上过年——2021全国网上年货节”活动，以“防疫情、保供应、促消费”为目标，掀起2021年开年消费热潮，创新服务构建新发展格局。
“2021全国网上年货节”活动时间为2021年1月20日－2月18日。
本次活动有淘宝、天猫、京东、拼多多、美团等大型电商平台，物美、百联、国美、苏宁、盒马鲜生等线上线下融合企业，以及具有地方特色电商企业参加。
活动期间，各电商企业“统一时间、统一标识”，保障生活必需品和防疫物资供应，推出满减满赠、实折实扣等优惠举措，开展新品首发、以旧换新等形式多样的促销活动。
5G融合应用创新取得积极进展我国5G 商用18个月以来，融合应用创新快速起步，取得一系列标志性、阶段性成果。
工业、医疗、媒体、交通、能源、文旅、教育等多个领域积极探索：全国建设“5G+工业互联网”项目超过1100个；5G+远程会诊在19个地区的60多家医院上线使用；5G+高清视频用于央视春晚、体育赛事、重大活动直播。
5G+自动驾驶、5G+配电保护、5G+智慧景区、5G+远程教育等新模式、新业态不断涌现。
下一步，工业和信息化部将推动5G 更好赋能实体、造福社会、服务人民，在经济高质量发展、新发展格局构建中发挥更大作用。
第九届中国电子信息博览会（CITE2021）将在深圳举办2021年4月9日至11日，第九届中国电子信息博览会（CITE2021）联合同期的第97届中国电子展将在深圳会展中心举办。
本届博览会将集中展示包括智慧家庭、5G+物联网、智能网联汽车、网信产业、工业互联网、集成电路、新型显示、大数据存储、基础电子元器件等代表电子信息产业未来发展的核心内容。
通过CITE 主题馆、超高清显示馆、智能制造与3D 打印馆、前沿科技应用馆、电子竞技馆、大数据存储馆、物联网与5G 应用馆、智能驾驶及汽车技术馆、基础电子馆等九大展馆20个专业展区。
Ⅱa型宝石级金刚石大单晶研究最新进展
Ⅱa型宝石级金刚石大单晶研究最新进展李尚升;贾晓鹏;臧传义;马红安;田宇;张亚飞;肖宏宇;黄国锋;马利秋;李小雷【期刊名称】《超硬材料工程》【年(卷),期】2007(019)005【摘要】用合金触媒利用温度梯度法合成优质Ⅱ a型宝石级金刚石.研究发现,在约5.4GPa和约1300℃的条件下,除氮剂的加入使合成金刚石的温度区间变窄及金刚石晶体生长过程中更易俘获包裹体而出现熔坑,从而影响晶体的生长速度.实验解决了组装的稳定性问题;并通过调整组装,在除氮剂合适的掺入量下,使合成优质金刚石的最大生长速度达到2.16mg/h.结果实验获得了4.3mm的优质Ⅱa型金刚石大单晶.红外测试分析表明该金刚石含氮量小于10-7.【总页数】3页(P27-29)【作者】李尚升;贾晓鹏;臧传义;马红安;田宇;张亚飞;肖宏宇;黄国锋;马利秋;李小雷【作者单位】吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;河南理工大学材料科学与工程学院,河南,焦作,454000;河南理工大学材料科学与工程学院,河南,焦作,454000;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;吉林大学超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;河南理工大学材料科学与工程学院,河南,焦作,454000【正文语种】中文【中图分类】TQ164【相关文献】1.优质板状Ⅰb型宝石级金刚石大单晶的合成 [J], 李勇;李尚升;肖宏宇;黄国峰;胡美华;赵明;颜丙敏;马红安;贾晓鹏2.优质Ⅱb型宝石级金刚石大单晶的高温高压合成 [J], 李尚升;陈孝洲;李小雷;贾晓鹏;臧传义;马红安;田宇;张亚飞;肖宏宇;黄国锋;马利秋;李勇3.硼氢协同掺杂Ib型金刚石大单晶的高温高压合成与电学性能研究∗ [J], 李勇;李宗宝;宋谋胜;王应;贾晓鹏;马红安4.宝石级金刚石大单晶的合成技术与最新研究进展 [J], 贾晓鹏5.宝石级金刚石大单晶的合成技术与最新研究进展 [J], 贾晓鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
培育大单晶金刚石的现状与未来
培育大单晶金刚石的现状与未来
方啸虎;陈孝洲
【期刊名称】《超硬材料工程》
【年(卷),期】2024(36)2
【摘要】金刚石以其卓越的硬度和广泛的应用领域而闻名。
由于天然金刚石的供应不足和高昂的价格,人工培育的大单晶金刚石成为了一种备受关注的替代品。
文章首先阐述了金刚石的独特性质及其在科技领域的重要作用,解析了天然金刚石的稀缺性问题。
然后详述了培育大单晶金刚石的发展历程,介绍了高温高压法和化学气相沉积法两种主要的合成方法及当前面临的技术难题。
文章预测了培育大单晶金刚石的未来发展前景,分析了其在珠宝首饰、半导体、量子技术等领域的广阔应用空间及实现这些应用的技术挑战。
最后,给出了加快培育大单晶金刚石技术成熟和产业化进程的几点建议。
文章旨在全面系统地综述培育大单晶金刚石研究的现状与发展趋势,为该领域的科研工作者和产业界提供参考。
【总页数】7页(P45-51)
【作者】方啸虎;陈孝洲
【作者单位】上海昌润极锐超硬材料有限公司;中国材料研究学会超硬材料及制品专业委员会;中国矿业大学(北京)
【正文语种】中文
【中图分类】TQ164
【相关文献】
1.人造大单晶金刚石合成技术及应用研究现状
2.微波等离子体化学气相沉积法制备大尺寸单晶金刚石的研究进展
3.触媒组分对高温高压金刚石大单晶生长及裂纹缺陷的影响
4.半导体用大尺寸单晶金刚石衬底制备及加工研究现状
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