强磁场下纳米金刚石薄膜的制备技术项目通过验收

由上海大学夏义本教授课题组承担的强磁场下纳米金刚石薄膜的制备技术项目通过市科委验收。  
　　强磁场下热丝CVD方法制备金刚石薄膜的研究在国内外属首创。  
　　利用强磁场有望克服常规方法制备金刚石薄膜苛刻工艺条件的限制，使得制备工艺简单化，容易获得金刚石薄膜的纳米晶化、高度定向化和低温生长化，有望实现低成本、大面积、高速率和高质量金刚石薄膜的制备。  
　　课题组开发强磁场下金刚石薄膜的纳米晶化、高度定向化、低温化生长技术，实现金刚石薄膜制备的低成本、大面积、高速生长；研制强磁场中金刚石膜热丝化学气相沉积(HFCVD)装置样机，为大规模应用提供参考；探索强磁场下金刚石薄膜的生长机理。自行设计并建立了一套在强磁场中制备金刚石膜的HFCVD 小型装置，解决了强磁场下HFCVD装置腔体冷却难、磁场对电热丝存在干扰等问题。该设备的研制成功和运行开创了强磁场下金刚石薄膜制备研究的先河，并为今后金刚石的研究工作奠定了基础。研究了磁场参数，沉积参数(沉积气压、碳源浓度，沉积温度，加热方式等)对金刚石薄膜性能的影响。获得了强磁场下各工艺参数对金刚石薄膜晶粒度、表面粗糙度、定向化及生长速率的影响规律。通过优化的工艺参数实现了金刚石薄膜的低温、高速率(大于2.0μm/h)和定向(定向度大于95%)生长。获得的金刚石薄膜晶粒尺寸小于50nm、粗糙度小于30nm。通过对强磁场下金刚石膜生长规律的系统研究，提出了强磁场下金刚石薄膜的成核机理和纳米晶化、低温化生长的机理，为获得结构和质量容易控制的金刚石膜提供理论依据。