材料科学与工程前沿报告

1、关于金刚石膜的 CVD 技术的学习报告首先要感谢 * 教授给了我们这次学习的机会。本次是材料科学与 工程前沿（材料）的第 *次课，地点在 * ，*教授主要介绍了金刚石的 优异性能和制备方法，以及国内和国外金刚石膜的制备技术的发展 等，开阔了我的眼界，增加了我对金刚石膜的 CVD 技术的了解。下 面我将具体阐述：* 教授关于金刚石膜 CVD 技术的见解使我受益匪浅。 首先，金刚 石具有优异的物理性能。比如，力学性能、热学性能、光学性能、电 学性能、化学性能和介电性能。其次，金刚石窗口具有优异的抗热震 性能。从金刚石的电极的电位曲线得知， 高的电化学稳定性使金刚石 成为一种高性能的电极材料。 金刚

2、石的晶体中具有很强的化学键， 加 之很轻的原子，故具有高硬度、高热导和高透光性。金刚石膜材料存 在潜在的应用领域，比如恶劣条件下工作的红外、微波和激光窗口， 高损伤阀值的核能探测器等。计算表明：只有在高压下，金刚石才是 稳定的。金刚石膜可用化学气相沉淀方法制备，但由氢气、甲烷形成 的等离子体可作为金刚石相形成的桥梁。 因此，金刚石膜沉积技术的 关键是气体激发。按气体的激励方式分三类：热丝法、直流电弧等离 子体喷射法、 微波等离子体化学气相沉积法。 直流电弧等离子体喷射 法的主要技术难点是大量高温气体的均匀分布，金刚石膜的质量较 高。国际上金刚石膜制备技术的最高水平包括热丝 CVD 法、直流电

3、弧等离子体 CVD 法和微波等离子体 CVD 法。* 教授给了我太多的启 发，引发了我们对科学的思考，使我学到了很多知识。* 教授的报告内容非常丰富，我对金刚石薄膜的应用前景很有兴 趣。国内金刚石膜沉积技术的先驱追溯到 1977 年，我国的热丝法金 刚石膜沉积技术即已开始了产业化进程。 北京科技大学在金刚石膜沉 积技术方面取得了很大进展， 成功发展了独具特色的直流电弧等离子 体喷射法金刚石制备技术， 并实现产业化； 成功地将上述方法转变为 一种实用的金刚石涂层工具生产技术； 成功地将我国微波等离子体法 金刚石膜沉积技术提高到了高功率阶段， 为我国高品质金刚石膜沉积 技术的发展奠定了基础。此外，

4、直流电弧等离子体喷射技术的优势： 高的沉积速率和相对高的金刚石膜质量。 难点：如何扩大金刚石膜的 沉积面积和如何降低气体的消耗量。 对两个技术难点的解决方案： 使 用新的等离子体发生器， 扩展金刚石膜的沉积面积； 使用了气体循环 技术，以降低气体的消耗量和成本。 * 教授的这次报告，不仅我们学 到了知识，还鼓舞了我们做科研的勇气，给了我们做出成绩的信心。*教授的这次报告仅仅围绕金刚石膜的制备、应用及发展来讲解 的，期间介绍了很多专业知识，开阔了我们的眼界，使我学到了做研 究的思路和方法。 金刚石晶体结构决定了它具有优异的性能， 如高的 硬度和高的热导率， 因为金刚石的晶体比较纯净， 能消除大多

5、数散射 作用，故具有较高的热导率。 金刚石膜的制备需要选择合适的沉积气 压、微波功率和沉积温度。 沉积之前，要对单晶硅基体进行金刚石粉 研磨、超声波清洗处理。金刚石薄膜在机械、热沉、声学、光学、生 物医学、微电子、 光电子等高新技术领域中具有很好的应用前景。在机械加工领域 ,将其应用于大功率激光器、微波器件和集成电路等。 在光学应用领域， 利用透明金刚石薄膜制成光学窗口材料在许多特殊 领域有着重要应用。在声学应用领域，由于金刚石膜具有高弹性模量， 是制作高性能声学系统的理想材料。 在生物医学领域， 利用金刚石的 化学稳定性， 可以制作出重复性好、 价格低的实用新型金刚石膜辐射 剂量计，从而为放疗技术提供一种更为优越的计量检测器。 既然金刚 石有这么好的应用前景相信一定会在人们的日常生活中起到积极作 用。*教授将报告内容通过幻灯片展示