陈 义，汪建华，2，刘 繁，翁 俊

（1.武汉工程大学材料科学与工程学院 湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，武汉 430074；

2.中国科学院等离子体物理研究所，合肥 230031）

多层金刚石薄膜的制备研究

陈 义1，汪建华1，2，刘 繁1，翁 俊1

（1.武汉工程大学材料科学与工程学院 湖北省等离子体化学与新材料重点实验室，武汉 430074；

2.中国科学院等离子体物理研究所，合肥 230031）

利用微波等离子体化学气相沉积法，以H2/CH4/CO2为混合气源，在Si基底上分别沉积了单层微米、纳米以及三层（膜层结构为微米层（MCD）/纳米层（NCD）/微米层（MCD））金刚石薄膜。利用Raman光谱、扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）表征金刚石膜，以得到样品质量、表面形貌、晶粒尺寸等信息。结果表明：微米金刚石晶薄膜粒粗大，表面粗糙，纳米金刚石薄膜晶粒细小，表面平整，生长过程中控制反应参数，可以制备出多层金刚石膜，三层结构的引入，可以明显降低表面粗糙度。

微波等离子体；化学气相沉积；金刚石膜

0 引言

众所周知，金刚石具有许多优异的物理、化学性能，如极高的硬度、弹性模量、热导率、光透过率、声传播率，宽的禁带宽度，低的介电常数、摩擦系数，高的载流子迁移率、化学稳定性以及良好生物兼容性等特性[1-5]。由于天然金刚石数量少，价格昂贵，且形状一定，不能直接应用于很多领域，需要经过各种加工，其极高的硬度给加工带来了困难。近年来，化学气相沉积（CVD）金刚石技术已经取得了许多研究成果，并成为了主要人工合成金刚石的方法，CVD金刚石具有接近天然金刚石的性能，使其广泛应用于力学、声学、光学、热学、电学、摩擦学、生物学等领域。……