导读:本文包含了纳米类金刚石薄膜论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:金刚石,硅空位色心,氧化,光致发光
纳米类金刚石薄膜论文文献综述
陈隆,陈成克,李晓,胡晓君[1]（2019）在《氧化对单颗粒层纳米金刚石薄膜硅空位发光和微结构的影响》一文中研究指出制备了单个颗粒(domain)组成的纳米金刚石薄膜,薄膜中单个颗粒由尺寸超过100 nm的金刚石晶粒与非晶碳复合而成.对薄膜进行氧化处理后,其硅空位色心的光致发光强度增强了22.7倍.扫描电镜及拉曼光谱测试结果表明,不同时间氧化后的样品中存在由尺寸超过100 nm的晶粒组成的花瓣状金刚石聚集体,这些金刚石在较长氧化时间下仍能保持稳定.氧化后的薄膜内非晶碳大大减少,金刚石含量增大,纳米金刚石晶粒充分暴露引起了薄膜发光强度大幅增强,其发光半峰宽为5.6—6.0 nm.继续增加氧化时间,薄膜的光致发光会因为部分细小纳米金刚石晶粒的损失而略微降低,但是稳定的大尺寸金刚石晶粒的存在使得薄膜的发光强度依然维持在氧化前的8.3倍以上.(本文来源于《物理学报》期刊2019年16期）
蒋梅燕,朱政杰,陈成克,李晓,胡晓君[2]（2019）在《硫离子注入纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能》一文中研究指出采用热丝化学气相沉积法制备纳米金刚石薄膜,并对薄膜进行硫离子注入和真空退火处理.系统研究了退火温度对薄膜微结构和电化学性能的影响.结果表明,硫离子注入有利于提升薄膜的电化学可逆性.在800°C及以下温度退火时,薄膜中晶界处的非晶碳相逐渐向反式聚乙炔相转变,致使电化学性能逐渐变差.当退火温度上升到900°C时, Raman光谱和TEM结果显示此时薄膜中金刚石相含量较多且晶格质量较好,晶界中的反式聚乙炔发生裂解; X射线光电子能谱结果表明,此时C—O键、C=O键、p—p*含量显着增多; Hall效应测试显示此时薄膜迁移率与载流子浓度较未退火时明显升高;在铁氰化钾电解液中氧化还原峰高度对称,峰电位差减小至0.20 V,电化学活性面积增加到0.64 mC/cm~2,电化学可逆性远好于600, 700, 800°C退火时的样品.(本文来源于《物理学报》期刊2019年14期）
郭鑫[3]（2019）在《直立石墨烯和纳米金刚石薄膜的简易制备及场发射性能研究》一文中研究指出碳纳米材料/结构由于具有丰富且独特的物理、化学性能及良好的生物兼容性,在电子信息、新能源、新材料和生物医药等领域得到了广泛应用。作为两种典型的碳纳米材料/结构,直立石墨烯纳米片大的高宽比和纳米金刚石薄膜低/负的电子亲和势使它们具有良好的场发射性能,可用于新一代冷阴极场发射器件中。目前,它们一般是通过基于气相碳源的等离子体增强化学气相沉积(Chemical Vapor Deposition,CVD)或热丝CVD生长获得,存在设备和维护成本高、操作控制系统复杂、气相碳源和掺杂源使用、存储的安全性以及规模化制备等问题。针对上述问题,我们开发了基于管式炉中的热化学生长技术,通过调节前驱体成分并优化实验参数,实现了本征及掺杂的直立石墨烯纳米片阵列和纳米金刚石薄膜的制备,并对其场发射性能进行了研究。本论文的主要内容包括:1.简要介绍了直立石墨烯纳米片和纳米金刚石薄膜的研究背景和现状,归纳总结了它们的主要制备方法及功能特性,阐述了本论文的研究意义、内容及测试与表征方法。2.以甲烷(CH_4)气体为碳源,通过优化实验参数,包括催化剂预处理温度、生长温度、时间和气压等,实现了直立石墨烯纳米片阵列在镀镍的不锈钢片上的均匀生长,并对其生长机制进行了解释。场发射测试结果表明,利用热CVD制备的直立石墨烯纳米片阵列表现出了良好且稳定的场发射性能,开启场强(定义为电流密度为0.01 mA/cm~2对应的电场强度)约为4.5 V/μm,场增强因子约为1802。3.为了进一步优化直立石墨烯纳米片阵列的制备,以葡萄糖为碳源、尿素为掺杂源,通过调控不锈钢片的表面粗糙度、生长温度和时间等,在不锈钢片上实现了氮掺杂直立石墨烯纳米片的图案化生长。研究发现,直立石墨烯纳米片的图案化生长源于经粗糙化处理的不锈钢片表面相较未处理区域更多的催化和成核生长位点。场发射测试结果表明,适当的氮掺杂(浓度约为1.86 at.%)可显着提升直立石墨烯纳米片阵列的场发射性能,实现了低至2.6 V/μm的开启场强(对应的电流密度同上),场增强因子高达9428;在7 V/μm的电场强度下,可保持6.5 h以上的稳定场发射。4.进一步,我们利用管式炉中的热化学生长技术,以葡萄糖为碳源、尿素为掺杂源,通过调控催化剂薄膜的厚度、生长温度和时间等参数,实现了本征和氮掺杂纳米金刚石薄膜的制备。与传统的制备方法(如PECVD等)相比,该方法具有前面提及的优势之外,还具有无需预置籽晶的优势。研究发现,当不锈钢片表面的镍薄膜厚度为10 nm时,生长的纳米金刚石薄膜的结晶程度最高。场发射测试结果表明,与本征纳米金刚石薄膜的场发射性能相比,适当的氮掺杂(浓度约为1.95 at.%)有助于改善纳米金刚石薄膜的场发射性能,实现了低至3.6V/μm的开启场强(对应的电流密度同上);在6 V/μm的电场强度下,可保持6.5 h以上的稳定场发射。5.总结了本论文的主要研究工作及相关研究成果,并对直立石墨烯纳米片和纳米金刚石薄膜的发展进行了展望。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-04-01）
李育凌[4]（2019）在《纳米金刚石薄膜的制备与应用综述》一文中研究指出本文根据前人的研究,从制备方法,制备过程中的影响因素及应用等方面对纳米金刚石薄膜的相关特性做了总结。(本文来源于《科技风》期刊2019年05期）
占智远[5]（2018）在《类金刚石薄膜/碳纳米管阵列复合材料的制备及其抗冲击性能研究》一文中研究指出碳纳米管以其独特的结构以及优异的力学性能,使其在抗冲击等能量耗散方面有较大的应用前景。与传统抗冲击材料相比,碳纳米管宏观体(如碳纳米管阵列)具有质轻,单位体积耗能大等优点。然而,碳纳米管阵列作为冲击耗能材料也有其存在的问题:当碳管阵列受到正面冲击时,其管间的物理作用力结合不足以将冲击载荷进行横向传递(即管间传递),因此受冲击区域极易出现应力集中现象,造成冲击区域结构破裂而区域外材料无法有效利用的现象,从而限制了碳纳米管阵列的单位有效耗能。针对上述问题,本论文设计了类金刚石薄膜/碳纳米管阵列复合结构,通过在碳纳米管阵列表面沉积一层类金刚石薄膜材料,有效解决冲击载荷管间传递问题,以提升其单位耗能能力。主要研究内容总结如下:(1)通过水助化学气相沉积法制备碳纳米管阵列,制备管径均一且纯度极高(99.9%)的碳纳米管阵列。通过调控生长所需的催化剂体系,调制碳纳米管阵列的高度(0.3-1.4 mm)及密度(10-50 mg/cm3)。(2)通过离子注入沉积法在碳纳米管阵列系列材料表面沉积类金刚石薄膜(2μm),获得类金刚石薄膜/碳纳米管阵列复合材料。通过扫描电子显微镜表征薄膜表面形貌;利用拉曼光谱探究膜层与碳管阵列的结构渐变,以确认类金刚石薄膜与碳纳米管阵列的良好结合。(3)自主搭建落球冲击实验装置,对该装置进行稳定性、冲击速度(1.44-3.00 m/s)等参数调试。利用该装置测试不同高度(0.3-1.4 mm)、密度(10-50mg/cm3)及冲击速度(1.44-3.00 m/s)等变量下,碳纳米管阵列和类金刚石薄膜/碳纳米管阵列两种材料的冲击力学响应。探究类金刚石薄膜对提升该系列材料单位耗能的作用机制。(4)对冲击前后碳纳米管阵列结构进行微观表征及对比,探明类金刚石薄膜对冲击过程中碳管阵列形变模式的影响,明晰该复合结构设计对碳纳米管单位耗能能力提升的作用。(本文来源于《华中科技大学》期刊2018-09-01）
张书姣[6]（2018）在《纳米复合类金刚石薄膜的结构及摩擦学性能研究》一文中研究指出类金刚石(DLC)薄膜是一种新型的润滑材料,具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和良好的化学稳定性等优异性能,有望满足苛刻工况条件下的应用要求。但其自身存在一些缺陷(如较高的内应力、摩擦学性能对环境依赖性等)限制了它在实际中的应用。研究表明,纳米复合DLC薄膜具有较高的强度和韧性,而且在多种环境中的摩擦学性能优异,这为解决上述问题提供了思路。因此,本论文通过射频磁控溅射技术制备了Si单元掺杂、Si-Ag及Si-Cu双元掺杂DLC薄膜,考察了掺杂元素及其含量对薄膜的化学组成、微结构以及力学性能的影响,重点研究了不同类型掺杂的DLC薄膜的摩擦学性能,并探讨相关机理。主要成果如下:(1)通过射频磁控溅射镀膜技术制备一系列不同Si含量的DLC复合薄膜。研究Si含量对薄膜组成、微观结构、力学及模拟酸雨中摩擦学性能的影响。结果表明,随着Si含量的增加,薄膜中sp3C含量增加。在含量为8.33 at.%时,有Si C形成,薄膜的硬度最高。此类薄膜在酸雨中具有优异的摩擦学性能,而且在低载、低速及短时间滑动条件下,摩擦界面处就能生成硅酸润滑相。(2)考察Si及Ag元素共掺对DLC薄膜结构与性能的影响。结果表明,掺杂的Si元素主要以Si-Si键、Si-C键和Si-O键存在;Ag元素在薄膜中以金属相形式存在。当Si含量为8.24 at.%时,薄膜在大气中表现出良好的摩擦学行为,这与薄膜的较高硬度、高H3/E2及H/E的比值有关。此外,该薄膜在大气、Ar、O2气中摩擦系数变化很小,这表明双元素掺杂有利于降低薄膜摩擦学行为对不同气氛的敏感性。(3)比较单掺Si/DLC薄膜及Si(Ag)/DLC薄膜在大气环境下的摩擦学性能以及耐腐蚀性能,可以发现,Si-Ag双元掺杂DLC薄膜具有更优异的摩擦学性能以及良好的耐腐蚀性能。(4)考察Si及Cu元素共掺对DLC薄膜结构与力学性能的影响。结果表明,Cu元素在薄膜中主要以金属相以及小部分的氧化铜形式存在;Si元素主要以Si-Si键、Si-C键和Si-O键存在。Cu含量为1.95 at.%的薄膜(A2薄膜)具有较高的硬度(8.01 GPa)及弹性模量(58.24 GPa)。这与少量Cu掺入薄膜中引起sp3C含量增加有关。与Si(Ag)/DLC薄膜相比,该类薄膜具有更好的弹性恢复。(本文来源于《太原理工大学》期刊2018-06-01）
白傲[7]（2018）在《大面积光学级纳米金刚石薄膜制备的研究》一文中研究指出纳米金刚石优异的物理化学性能,使其具有广泛的应用前景。特别是用在真空窗口领域具有极强的优势。相对微米金刚石薄膜,纳米金刚石薄膜不但具有良好的光学性能,而且其表面更光滑无需后续抛光。故而光学级纳米金刚石膜的制备研究一直是金刚石领域的重要方向。制备大面积光学级纳米金刚石膜的最有效的方法是微波等离子体化学气相沉积,而目前的关键在于稳定优化纳米金刚石膜的沉积环境实现大面积纳米金刚石膜的制备。本文利用1kW石英钟罩式MPCVD设备、韩国Woosinent公司R2.0-MPCVD设备以及75kW 915HZ圆柱形多模腔式MPCVD设备,对纳米金刚石膜的沉积环境及大面积纳米金刚石膜的沉积条件进行系统研究。主要工作如下:1.在高气压条件下利用发射光谱具体研究气压、功率、碳源对等离子体放电状态的影响。研究结果表明在高气压条件下等离子体中C_2为主要沉积基团;随气压升高,上升到20kPa时虽然电子温度有所降低,但是C_2基团的强度相对H_α、CH、C_3基团增加最多同时电子密度最高,表明升高气压到20kPa时能有效的提高沉积速率;随功率上升,电子密度和电子温度上升,同时C_2基团强度相对于H_α、CH等基团增加得多,表明增加功率能快速的提高沉积速率但薄膜的质量会下降,所以需要通过减小碳源浓度来降低沉积速率;在高气压条件下甲烷浓度的增加使得H_α基团强度增加大于C_2基团,表明甲烷增加能够促进晶粒减小的同时提高薄膜沉积速率和质量,又由于H_α的刻蚀能力有临界值,因此超过一定的甲烷浓度时继续增加甲烷浓度会使得沉积质量降低。2.在自制的1kW石英钟罩MPCVD设备上研究了形核密度对沉积纳米金刚石膜结构及应力方面的影响。结果表明40min形核时,获得的薄膜平整度高,晶粒更小,应力均匀性好,同时晶粒以<220>取向为主。利用韩国Woosinent公司R2.0-MPCVD设备研究了纳米金刚石膜生长结构及透光率的调控。研究结果表明,一定程度上增加气压降低碳源有利于薄膜质量和沉积速率的提高,发现在升高气压到20kPa降低碳源0.5%时获得薄膜质量最好;研究气源对透光率的影响表明H_2浓度过大时,薄膜中sp~3CH_x含量会明显增加,当H_2浓度小于10%时薄膜的光学性能最好;研究功率、碳源对透光性影响表明,一定程度上增加功率降低碳源能减少sp~3CH_2和不饱和碳碳键含量,从而提高薄膜透光率。最终在830W、0.5%碳源浓度下获得直径为30mm、厚度为3μm且透光率达96.4%的纳米金刚石膜。3.在自制的75kW、915Hz多模谐振腔MPCVD设备上,在高气压条件下以100㎜硅片为衬底研究氧气浓度对沉积大面积纳米金刚石薄膜的影响。结果表明氧气浓度低于0.65%时,增加氧气浓度能促进二次形核和促进<220>取向晶粒的生长,同时使得sp~3/sp~2比值减小即薄膜的结构力学性能得到增强。当氧气浓度超过0.65%时,增加氧气浓度使得刻蚀现象进一步增强,表现为抑制形核而促进晶粒长大同时促进<111>取向的晶粒生长,此外使得sp~3/sp~2比值减小即薄膜结构力学性能减弱。最终获得均匀性好,直径为100㎜的纳米金刚石薄膜。(本文来源于《武汉工程大学》期刊2018-05-30）
白傲,汪建华,何硕,熊刚,周程[8]（2018）在《高气压不同碳源浓度对纳米金刚石薄膜生长影响研究》一文中研究指出利用微波等离子体气相沉积法,以氢气、氩气、甲烷为气源,在20~26 k Pa,碳源浓度0.3%~1%条件下,通过改变气压与碳源浓度来制备纳米金刚石薄膜。运用Raman、SEM、XRD分别表征纳米金刚石薄膜的质量、表面形貌、晶粒大小。结果表明随着气压升高,沉积速率越快,薄膜质量先升高后降低。在一定气压范围内可以通过增大气压减少碳源浓度,能获得相对高质量的纳米金刚石薄膜。(本文来源于《真空与低温》期刊2018年02期）
胡晓君,刘建军,徐辉,陈成克[9]（2017）在《纳米金刚石薄膜的掺杂与电学性能研究》一文中研究指出文章综述了作者近年来在纳米金刚石薄膜掺杂和电学性能等方面的研究工作;阐述了采用离子注入方法及有限热氧化退火处理对纳米金刚石薄膜微结构和电学性能的影响,以及获得的高迁移率n型电导纳米金刚石薄膜。研究结果对于实现纳米金刚石薄膜在电子器件、电化学电极等领域的应用具有一定的价值。(本文来源于《超硬材料工程》期刊2017年06期）
彭小兰,邹佳秀,李海宁,王兵,熊鹰[10]（2017）在《掺氮超纳米金刚石薄膜制备及其电化学性能》一文中研究指出针对掺氮超纳米金刚石(N-UNCD)制备过程中由于N2掺杂源的高活化能所致的氮原子有效掺入量低的问题,采用二乙胺同时作为碳源和氮源,通过微波等离子体化学气相沉积法(MPCVD)在硅基底上沉积N-UNCD膜。用扫描电镜、拉曼光谱和XRD对其表面形貌、组成结构等进行分析,并将制备的N-UNCD薄膜作为工作电极,考察薄膜电化学电容和对多巴胺的电化学检测性能。结果表明,使用二乙胺为反应源制备所得膜材为典型的N-UNCD薄膜,将其作为工作电极,循环伏安法和计时电流法测试电容值分别为42.1μF·cm~(-2)和32.2μF·cm~(-2);采用差分脉冲伏安法对多巴胺进行检测时,检测限可达0.88μM。(本文来源于《西南科技大学学报》期刊2017年03期）
纳米类金刚石薄膜论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
采用热丝化学气相沉积法制备纳米金刚石薄膜,并对薄膜进行硫离子注入和真空退火处理.系统研究了退火温度对薄膜微结构和电化学性能的影响.结果表明,硫离子注入有利于提升薄膜的电化学可逆性.在800°C及以下温度退火时,薄膜中晶界处的非晶碳相逐渐向反式聚乙炔相转变,致使电化学性能逐渐变差.当退火温度上升到900°C时, Raman光谱和TEM结果显示此时薄膜中金刚石相含量较多且晶格质量较好,晶界中的反式聚乙炔发生裂解; X射线光电子能谱结果表明,此时C—O键、C=O键、p—p*含量显着增多; Hall效应测试显示此时薄膜迁移率与载流子浓度较未退火时明显升高;在铁氰化钾电解液中氧化还原峰高度对称,峰电位差减小至0.20 V,电化学活性面积增加到0.64 mC/cm~2,电化学可逆性远好于600, 700, 800°C退火时的样品.
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
纳米类金刚石薄膜论文参考文献
[1].陈隆,陈成克,李晓,胡晓君.氧化对单颗粒层纳米金刚石薄膜硅空位发光和微结构的影响[J].物理学报.2019
[2].蒋梅燕,朱政杰,陈成克,李晓,胡晓君.硫离子注入纳米金刚石薄膜的微结构和电化学性能[J].物理学报.2019
[3].郭鑫.直立石墨烯和纳米金刚石薄膜的简易制备及场发射性能研究[D].兰州大学.2019
[4].李育凌.纳米金刚石薄膜的制备与应用综述[J].科技风.2019
[5].占智远.类金刚石薄膜/碳纳米管阵列复合材料的制备及其抗冲击性能研究[D].华中科技大学.2018
[6].张书姣.纳米复合类金刚石薄膜的结构及摩擦学性能研究[D].太原理工大学.2018
[7].白傲.大面积光学级纳米金刚石薄膜制备的研究[D].武汉工程大学.2018
[8].白傲,汪建华,何硕,熊刚,周程.高气压不同碳源浓度对纳米金刚石薄膜生长影响研究[J].真空与低温.2018
[9].胡晓君,刘建军,徐辉,陈成克.纳米金刚石薄膜的掺杂与电学性能研究[J].超硬材料工程.2017
[10].彭小兰,邹佳秀,李海宁,王兵,熊鹰.掺氮超纳米金刚石薄膜制备及其电化学性能[J].西南科技大学学报.2017