CVD法生長碳納米薄膜的研究.pdf

1、本文利用熱燈絲化學氣相沉積法(HFCVD)制備了納米量級的碳薄膜材料，對它的電學性質及場發(fā)射性質進行了詳細的研究。在扼要概述碳的幾種同素異形體的發(fā)現(xiàn)、性質和用途的基礎上，分析了用熱燈絲化學氣相沉積法(HFCVD)制備金剛石薄膜的生長機理。闡述了在金剛石薄膜生長過程中氣相碳源、固相基底以及激活氫分子與原子對生成產物的影響。分別用熱力學理論和統(tǒng)計理論計算了碳膜的成核密度及生長速率，得出臨界核尺寸和成核速率。在對熱燈絲化學氣相沉積法(HFCV

2、D)制備納米量級的碳薄膜材料的反應系統(tǒng)描述的基礎上，對該反應系統(tǒng)的輻照場及溫度場進行了計算機模擬。得出了基底表面的溫度場分布。對于熱燈絲陣列，基底表面的溫度表現(xiàn)出一定的周期性分布，在宏觀上表現(xiàn)出較好的均勻性。應用Boltzmann方程推導了薄膜的電阻率，包括薄膜尚未形成時的島狀結構、非連續(xù)薄膜及連續(xù)薄膜。對非連續(xù)薄膜的電導率熱發(fā)射和隧道發(fā)射模型進行了對比。分別用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-ray衍射儀(XRD)對制備的樣品進行了分析，