陈良贤，邵思武，刘 鹏，安 康,2，郑宇亭,2，黄亚博，白明洁，张建军，刘金龙，魏俊俊，李成明

（1.北京科技大学 新材料技术研究院，北京 100083）

（2.北京科技大学顺德研究生院，广东 佛山528399）

金刚石是自然界中硬度和热导率最高的材料，被广泛应用于机械加工和电子高功率密度器件的散热中[1]，如用于5G 通讯的过滤器等。同时，金刚石在宽波长范围的高透明度和高折射率，使其在光学领域的应用逐步拓展[2-4]。金刚石中NV 色心[5]和SiV 空位中心[6]的存在，使其不仅可以用作磁场和电场的传感器[7]，还可用于量子信息技术[8]。此外，金刚石在电化学中显示出的最宽的电化学电位窗口、良好的生物相容性可以应用于电化学电极、电化学检测器以及生化传感器中[9-10]。由于金刚石具有耐辐射性能，其已被用作剂量计和荧光光束监测器[11-12]。而解决金刚石大规模应用的首要问题是如何提高高质量、大尺寸多晶金刚石薄膜的生产效率，以及如何降低其生产成本等。

目前，大尺寸金刚石膜的制备主要基于化学气相沉积方法（chemical vapor deposition,CVD），而直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法（DC arc plasma jet chemical vapor deposition,DCPJCVD）是制备高品级大面积多晶金刚石膜的优异方法[4]。DCPJCVD 法制备效率高，沉积的金刚石晶圆直径可达150 mm 以上，研磨抛光后的厚度可达3 mm 以上，并且热导率最高可达2 000 W/(m·K)[13-14]。

在DCPJCVD 设备中，气体循环系统作为重要且特殊的组成部分，起到了维持设备稳定运行的重要作用。同时，将工艺气体循环利用，气体消耗量降为原来的10%左右，大幅降低了生产成本[15]。……