強磁場下納米金剛石薄膜的制備技術項目通過驗收

由上海大學夏義本教授課題組承擔的強磁場下納米金剛石薄膜的制備技術項目通過市科委驗收。  
　　強磁場下熱絲CVD方法制備金剛石薄膜的研究在國內外屬首創。  
　　利用強磁場有望克服常規方法制備金剛石薄膜苛刻工藝條件的限制，使得制備工藝簡單化，容易獲得金剛石薄膜的納米晶化、高度定向化和低溫生長化，有望實現低成本、大面積、高速率和高質量金剛石薄膜的制備。  
　　課題組開發強磁場下金剛石薄膜的納米晶化、高度定向化、低溫化生長技術，實現金剛石薄膜制備的低成本、大面積、高速生長；研制強磁場中金剛石膜熱絲化學氣相沉積(HFCVD)裝置樣機，為大規模應用提供參考；探索強磁場下金剛石薄膜的生長機理。自行設計并建立了一套在強磁場中制備金剛石膜的HFCVD 小型裝置，解決了強磁場下HFCVD裝置腔體冷卻難、磁場對電熱絲存在干擾等問題。該設備的研制成功和運行開創了強磁場下金剛石薄膜制備研究的先河，并為今后金剛石的研究工作奠定了基礎。研究了磁場參數，沉積參數(沉積氣壓、碳源濃度，沉積溫度，加熱方式等)對金剛石薄膜性能的影響。獲得了強磁場下各工藝參數對金剛石薄膜晶粒度、表面粗糙度、定向化及生長速率的影響規律。通過優化的工藝參數實現了金剛石薄膜的低溫、高速率(大于2.0μm/h)和定向(定向度大于95%)生長。獲得的金剛石薄膜晶粒尺寸小于50nm、粗糙度小于30nm。通過對強磁場下金剛石膜生長規律的系統研究，提出了強磁場下金剛石薄膜的成核機理和納米晶化、低溫化生長的機理，為獲得結構和質量容易控制的金剛石膜提供理論依據。