自支撑CVD金刚石膜光学性能与热学性能相关性研究

作     者：贾鑫 闫雄伯 安康 魏俊俊 陈良贤 刘金龙 李成明 JIA Xin;YAN Xiong-bo;AN Kang;WEI Jun-jun;CHEN Liang-xian;LIU Jin-long;LI Cheng-ming

作者机构：北京科技大学新材料技术研究院北京100083 

出 版 物：《表面技术》 (Surface Technology)

年 卷 期：2018年第47卷第4期

页      面：11-16页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51272024) 装备预研基金项目(614280301031704)~~ 

主　　题：等离子体喷射 自支撑金刚石膜 热学性能 光学性能 相互关系 

摘      要：目的通过等离子体喷射制备不同质量CVD金刚石膜并研究其光学及热学性能,试图建立起两种性能的相互关联性。方法采用光学显微镜、X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、傅里叶变换红外光谱仪和NETZSCH LFA467导热仪检测CVD金刚石膜的表面形貌、晶粒尺寸、结构特征和红外光学性能、热学性能。结果金刚石自支撑膜的光学性能及热学性能密切相关,本质上取决于氮和非金刚石相的含量。当金刚石膜内氮质量分数大于0.009%时,氮含量是决定光学性能及热学性能的关键因素,且两者随着氮含量的增加呈线性衰减趋势;当氮质量分数小于0.009%时,氮的影响相对较小,晶粒尺寸成为影响金刚石膜热导率的主要因素,此时晶粒尺寸对金刚石膜红外透过率影响较小。此外,金刚石中C—H吸收与非金刚石相含量正相关,其对金刚石光学及热学性能影响规律与N杂质基本一致。结论 CVD金刚石膜的热导率和红外透过率随着金刚石膜的氮杂质含量和C—H吸收系数的降低而逐渐提高,当达到一定程度,红外透过率相对热导率的增加表现出滞后性。