CVD法生長碳納米薄膜的研究.pdf

1、本文利用熱燈絲化學(xué)氣相沉積法(HFCVD)制備了納米量級(jí)的碳薄膜材料，對(duì)它的電學(xué)性質(zhì)及場(chǎng)發(fā)射性質(zhì)進(jìn)行了詳細(xì)的研究。在扼要概述碳的幾種同素異形體的發(fā)現(xiàn)、性質(zhì)和用途的基礎(chǔ)上，分析了用熱燈絲化學(xué)氣相沉積法(HFCVD)制備金剛石薄膜的生長機(jī)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(duì)生成產(chǎn)物的影響。分別用熱力學(xué)理論和統(tǒng)計(jì)理論計(jì)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(duì)熱燈絲化學(xué)氣相沉積法(HFCV

2、D)制備納米量級(jí)的碳薄膜材料的反應(yīng)系統(tǒng)描述的基礎(chǔ)上，對(duì)該反應(yīng)系統(tǒng)的輻照?qǐng)黾皽囟葓?chǎng)進(jìn)行了計(jì)算機(jī)模擬。得出了基底表面的溫度場(chǎng)分布。對(duì)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(yīng)用Boltzmann方程推導(dǎo)了薄膜的電阻率，包括薄膜尚未形成時(shí)的島狀結(jié)構(gòu)、非連續(xù)薄膜及連續(xù)薄膜。對(duì)非連續(xù)薄膜的電導(dǎo)率熱發(fā)射和隧道發(fā)射模型進(jìn)行了對(duì)比。分別用掃描電子顯微鏡(SEM)、X-ray衍射儀(XRD)對(duì)制備的樣品進(jìn)行了分析，