维告瓷讯http://www.cqvip..com -138 北京科技大学学报 第16卷 底附近形成一层含碳基团的富集层，深人分析C、C]对金刚石的促进作用，我们发现 也与此有关，由此我们得出了一个更为深人的结论，即低压气相生长金刚石的形核，与形核 初期衬底附近含碳基团的富集程序有关，特别是与其中具有SP3杂化结构的含碳活化粒子的 富集程度直接有关，将其表述成薄膜形核的唯象理论形式，可认为金刚石形核的临界曲率半 径（记作r)与具有SP3杂化结构的含碳活化粒子的过饱和度（记作△SP)直接有关，即 r·~△SP3.我们认为无论是聚乙烯，还是CCn对形核的促进皆是形成了这样一种△SP 的气氛，假如上述结论是合理的，那么其他有机物在适当的工艺条件下，也可能促进金刚石 的形核（因为几乎所有有机物中的饱和碳原子都是以SP?杂化状态存在的），而与具体的涂 覆物质的结构关系不大（因为高温下有机物会发生分解）·图4所示为涂覆化学胶水（主要 成分为聚乙烯醇)的硅衬底在810℃沉积2h后的扫描电镜照片；图5为涂覆用于提取C 的原始混合料（主要为C。与C)的硅衬底在550℃沉积6h后的扫描电镜照片·从照片中 可看到它们对金刚石形核都有明显的作用，并且国外也报道了用真空泵油【)促进金刚石形 核的有关结果，而我们采用的石墨和非晶碳等SP]杂化结构含量较少的涂覆物，却未观察到促 进金刚石形核的现象·自前我们有关金刚石形核的深人研究正在进展之中，进一步的结果将 深人揭示金刚石形核的机制，对金刚石薄膜的研究起重要的作用· 图4涂覆化学胶水在810℃沉积2h的金刚石 图5涂覆C,和C,原始混合料在S0℃沉积 形核的扫描电镜照片 6h的金刚石形核的扫描电镜照片 Fig.4 SEM micrograph of damond nuceation grown Fig.5 SEM micrograph of diamond nudeation in 2 hours at 810c on chemical glue coated grown in 6 hours at 550'C on siticon sulstrate coated with the original micture sulstrate including C.o and C fullerene 3 结论 聚乙烯对低压气相生长金刚石形核具有显著的促进作用，这种促进作用与聚乙烯分子结 构和金刚石分子结构之间的相似性有关，特别是与聚乙烯分子中碳原子的S杂化状态直接 有关， (下转143页)l38 北 京 科 技 大 学 学 报 第 16卷 底 附 近形 成 一 层 含 碳 基 团 的 富 集 层 ．深 入 分 析 c 、 c 对 金 刚 石 的促 进 作 用 ， 我 们 发 现 也 与此 有 关 ．由 此 我们 得 出了 一 个 更 为 深 入 的结 论 ， 即低 压 气 相 生 长金 刚石 的形 核 ， 与形 核 初期 衬底 附近含碳 基团的富集程序有关 ，特别是 与其 中具 有 sP 杂化结构 的含碳活 化粒 子 的 富集程度 直接有 关 ．将 其表述成薄膜形核 的唯象理论 形式 ，可认为金 刚石形 核的临界 曲率半 径 (记作 r’) 与 具 有 杂化 结 构 的 含 碳 活 化 粒 子 的过 饱 和 度 (记 作 ) 直 接 有 关 ， 即 r’～ ASP 我 们 认 为 无 论 是 聚 乙 烯 ， 还 是 C C 对 形 核 的促 进 皆是 形 成 了 这 样 一 种 ASP 的气氛 ．假如上述 结论 是合理 的，那么其他有机物在 适 当的工 艺条件下 ，也可能促进金 刚石 的形 核 (因为几乎所有 有机物 中的饱和碳原子都是 以 杂化状态 存 在 的)，而 与具 体 的涂 覆 物 质 的结 构 关 系 不大 (因为 高 温 下 有 机 物 会 发 生 分 解 )．图 4所 示 为 涂 覆 化 学 胶 水 (主 要 成分 为聚乙烯 醇)的硅 衬底 在 810℃ 沉 积 2h后的 扫描 电镜 照 片； 图 5为涂 覆用 于 提取 c 的原始混合料 (主要为 C 与 c 的硅衬底在 550℃ 沉积 6h后 的扫描 电镜 照片 ．从 照 片 中 可看 到它们对金刚石形 核都 有明显的作用 ．并且 国外 也 报道 了用真 空泵油 ” 促 进金 刚 石形 核的有关结果 ．而 我们 采用的石墨和非晶碳等 SP 杂化结构含量较少的涂覆物，却未观察到促 进金 刚石 形核 的现 象 ．目前 我 们 有 关 金 刚 石 形 核 的深 入 研 究 正 在进 展 之 中， 进 一 步 的结 果 将 深入 揭示 金 刚 石形 核 的 机制 ， 对 金 刚 石 薄 膜 的研 究 起 重 要 的作 用 ． 隐 图 一． 4 4 涂 形 SE 覆 核 M 化 的 向 学 扫 胶 描 水 电 在 镜照 8 d 10 片 t ℃ rm 沉 aon 积 d 2 m h d 的 ea 盒 ~ion 硝 g 石 rown ． 一 2 hola,sat810 ℃ ∞ d_ ~oat~ suhsl~le 3 结 论 图 5 涂 覆 c。和 c 始混 合料 在 550℃ 沉积 6h的金 刚石 形核 的扫 描 电镜照 片 ng．5 SEM r血 Tgrapll0fdiamcmdnudeal~l grown _Ⅲ 6 hola,sat 550℃ Oll蜘 _咖 suhsfa~ treated with the m mK 呲 啦 c．oandc∞砌 聚乙烯对低压气相生 长金 刚石形 核具有 显著 的促 进作用 ．这种促进作用 与聚乙烯分子 结 构 和金 刚 石分 子结 构 之 间的 相 似 性 有 关 ，特 别 是 与 聚 乙烯 分 子 中碳 原 子 的 SP3杂 化状 态 直 接 有 关 ． (下转 143页 ) 维普资讯 http://www.cqvip.com