近代物理实验 北京大学实验报告 系别:物理系班号:01级2班姓名:黄炳杰学号:00104078 作实验日期:2004年4月29日指导老师 教师评定: CVD金刚石膜生长 【目的要求】 1.了解低压化学气相沉积(CⅦD)金刚石膜的基本原理,并用热丝CVD法生成金刚石。 2.通过电子显微镜观察金刚石生长效果。 【仪器用品】 1.FZh-2型复合真空计,PZB型支流数值电压表,D08-2A/ZM型流量显示仪,自藕调压变 压器(0-250V),机械泵 2.钨丝,硅片,无水乙醇,离子水,超声清洗机,扫描电子显微镜,直尺等。 【实验原理】 金刚石优异的电光声机等性能以及其高化学稳定性的特点,引起人们广泛的兴趣。但 由于天然金刚石十分昂贵,它的工业作用成为人们可望不可及的梦想。低压化学气相沉积金 刚石膜技术的出现,使得我们能很好地人工生产金刚石,这种技术经数年发展为许多不同的 方法,而这次实验中用的是最简单易行的CVD方法。 化学气相沉积金刚石膜最关键处是要碳源和原子氢。 Metallic Di amond Di amond Metastable aplite Metas Di amond Grapite CVD Di amond 1000 3000 5000 T/K 图1碳的P-T相图 从相图1可知,在气相沉积金刚石膜这个动态平衡中,非高压下金刚石是亚稳相,而 石墨是稳定相。只有在压力高于几万个大气压时,金刚石才变成稳定相,而石墨成为稳定相 在非高压下石墨生长速率远高于金刚石,从而抑制了金刚石的进一步生长。而我们的实验环 境是一个低气压的状况,那么由相图我们可以看到如果只有C,那么我们生长得到的只会是 石墨,而不会有金刚石 第1页共5页近 代 物 理 实 验 第 1 页 共 5 页 北 京 大 学 实 验 报 告 系 别： 物 理 系 班 号： 0 1 级 2 班 姓 名： 黄 炳 杰 学 号：00104078 作实验日期： 2 0 0 4 年 4 月 29 日 指导老师： 荀 坤 教师评定： CVD 金 刚 石 膜 生 长 【目的要求】 1. 了解低压化学气相沉积（CVD）金刚石膜的基本原理,并用热丝 CVD 法生成金刚石。 2. 通过电子显微镜观察金刚石生长效果。 【仪器用品】 1. FZh-2 型复合真空计， PZB 型支流数值电压表 ，D08-2A/ZM 型流量显示仪，自藕调压变 压器（0—250V）,机械泵。 2. 钨丝，硅片，无水乙醇，离子水，超声清洗机，扫描电子显微镜，直尺等。 【实验原理】 金刚石优异的电光声机等性能以及其高化学稳定性的特点，引起人们广泛的兴趣。但 由于天然金刚石十分昂贵，它的工业作用成为人们可望不可及的梦想。低压化学气相沉积金 刚石膜技术的出现，使得我们能很好地人工生产金刚石，这种技术经数年发展为许多不同的 方法，而这次实验中用的是最简单易行的 CVD 方法。 化学气相沉积金刚石膜最关键处是要碳源和原子氢。 从相图 1 可知，在气相沉积金刚石膜这个动态平衡中，非高压下金刚石是亚稳相，而 石墨是稳定相。只有在压力高于几万个大气压时，金刚石才变成稳定相，而石墨成为稳定相， 在非高压下石墨生长速率远高于金刚石，从而抑制了金刚石的进一步生长。而我们的实验环 境是一个低气压的状况，那么由相图我们可以看到如果只有 C，那么我们生长得到的只会是 石墨，而不会有金刚石