一、常规与纳米金刚石薄膜介电性能的比较（论文文献综述）
马敏[1]（2021）在《铝合金表面液相电沉积DLC薄膜工艺及性能研究》文中指出铝合金因具有低密度、高比强度和易加工成型等优点,在建筑建材、汽车制造、航空航天和航海船舶等领域有广泛的应用市场,但其硬度低、耐磨抗蚀性能差等问题已成为制约其广泛应用的瓶颈。类金刚石薄膜（DLC）是一类无定型多功能碳薄膜材料,具有许多类似于金刚石的优异性能,如高硬度、低摩擦系数、耐磨损和耐腐蚀等,是一种良好的保护性功能薄膜。目前DLC薄膜的制备方法主要有物理气相沉积和化学气相沉积两大类,相对而言,液相电化学沉积技术具有设备简单、反应条件温和、易于实现工业生产等优点,具有广阔的发展前景。基于此,本课题采用液相电化学沉积方法,在铝合金表面沉积类金刚石薄膜,探讨合适的共掺杂元素,优化电解液配方及沉积工艺参数,并研究其电化学及摩擦磨损行为,以期提高铝合金的耐磨减摩及耐腐蚀性能,拓展铝合金的应用领域。本文采用液相电化学沉积技术,在铝合金表面设计制备了单层和双层过渡层（Cu、Ni、Ni-Cu）DLC薄膜以及纳米CeO2颗粒掺杂的复合薄膜结构,进而研究了过渡层和纳米CeO2颗粒掺杂对DLC薄膜的微观结构、表面形貌、显微硬度、摩擦磨损性能及耐腐蚀性能的影响。本文主要研究内容和结论如下:（1）采用电化学沉积工艺,以去离子水为添加剂,与乙醇配制成不同浓度的电解液,获得了含氢DLC薄膜。研究表明:去离子水含量越多,电流密度越大,薄膜沉积速率越快;拉曼光谱显示薄膜为典型的类金刚石结构;当去离子水含量为35 mL/350 mL时,薄膜表面光滑致密且颗粒细小,显微硬度、摩擦系数和磨损量分别为178.2 HV、0.395和0.8×10-5kg/m;自腐蚀电位最正且腐蚀电流密度最小,分别为-0.1874V和1.1069×10-6 A/cm2,表现出良好的耐磨耐蚀性。（2）采用脉冲电沉积和液相电化学沉积工艺分别制备过渡层（单层Ni、Cu,双层Ni-Cu）和DLC薄膜。过渡层的引入对薄膜的微观组织结构影响不显着,但相比于单层过渡层,Ni-Cu-DLC薄膜中含有更多的sp3杂化键,具有较高的显微硬度、较低的摩擦系数和磨损量,其值分别为210.67 HV、0.264和0.4×10-5 kg/m;同时,Ni-Cu-DLC薄膜具有较正的腐蚀电位和更小的腐蚀电流密度,耐蚀性良好。（3）采用电泳沉积技术将纳米CeO2颗粒掺杂到乙醇水溶液中,在铝合金表面构筑了 CeO2-DLC复合薄膜。结果表明:掺杂纳米CeO2颗粒后,DLC薄膜的显微硬度略微提高,当电解液中CeO2掺杂量为0.07g/350 mL时,复合薄膜表面光滑平整,CeO2颗粒分布均匀,显微硬度、摩擦系数和磨损量分别为228.64 HV、0.158和0.2×10-5 kg/m,摩擦磨损性能最佳。极化曲线和浸泡实验结果表明:相比于纯DLC薄膜,掺杂CeO2的DLC复合薄膜的耐蚀性有明显改善,0.07g/350 mLCeO2掺杂量获得的复合薄膜的自腐蚀电位最正,腐蚀电流密度最小,腐蚀速率最小,其值分别为-0.0839 V、6.2922×10-7A/cm2和0.7854g/m2·h,腐蚀表面具有更少的微孔和缺陷。
史丹[2]（2021）在《掺硼金刚石薄膜电极表面修饰及其盐度传感研究》文中认为精确测量海水盐度对发展海洋科学和提高海洋技术水平具有十分重要的意义。在构建高性能盐度传感器过程中,开发一种检测准确、可重复性高、使用寿命长、机械耐久性强、可用于极端环境的电极材料十分关键。得益于独特的四面体sp3杂化结构,掺硼金刚石（Boron doped diamond,BDD）薄膜电极延续了金刚石机械耐久性优异、物理化学性质稳定、抗污染性强等特点,有望克服现有电极材料稳定性差的缺点,在海水盐度传感领域具有广阔的应用前景。本论文首次将BDD薄膜电极应用到海水盐度检测中,通过表面纳米化、表面终端修饰、金纳米颗粒（AuNPs）修饰等方式提升其海水盐度传感性能,系统研究每种策略对BDD薄膜电极的微观结构、电化学行为和海水盐度传感性能的影响。首先,以硅纳米线为模板衬底,采用热丝化学气相沉积技术（HFCVD）制备了具有森林状三维结构的纳米BDD薄膜电极（BDDNF）。经过分析发现:双电层电容（Cdl）是影响BDD薄膜电极海水盐度传感性能的主要因素。BDDNF薄膜电极因表面具有纳米森林状结构,使其Cdl较平面的BDD薄膜电极提升了 4个数量级;得益于纳米结构增强的Cdl,在盐度为40‰时,BDDNF薄膜电极的响应比平面BDD薄膜电极增强了 1.5倍;归因于金刚石本征的优异稳定性和电极表面C-O官能团含量增加两个因素,BDDNF薄膜电极在海水盐度检测中表现出优异的稳定性,优于商用铂黑电极。实验表明BDDNF薄膜电极,克服了平面BDD薄膜电极低Cdl的局限性,在海水盐度检测中表现出优异的灵敏度和稳定性。其次,采用等离子体处理和反应离子刻蚀（RIE）等方式对沉积态BDD薄膜电极进行表面处理,构建了具有氢终端的H-BDD、H-BDD-RIE薄膜电极和具有氧终端的O-BDD、O-BDD-RIE薄膜电极。研究发现,当纳米BDD薄膜电极具有氧终端后,盐度电流响应大幅提升,O-BDD-RIE薄膜电极的响应优于目前商用的铂黑电极。相较于氢终端的BDD薄膜电极,氧终端BDD薄膜电极表面存在大量C-O官能团,改变了界面偶极子的排列,增强了电解质离子与电极表面的相互作用,从而提高了 Cdl,使得氧终端BDD薄膜电极盐度电流响应大幅度提升。同时,通过比较O-BDD-RIE、H-BDD-RIE两薄膜电极的Cdl,发现表面氧终端对Cdl的促进作用远胜于纳米凸起结构,是促进Cdl增大的决定性因素。为期90天的海水盐度监测表明,具有氧终端的O-BDD薄膜电极和O-BDD-RIE薄膜电极都具有十分优异的响应稳定性。分析认为氧终端BDD薄膜电极上相对稳定的C-O-C桥式连接形式是传感性能稳定的重要原因。因此,相较于氢终端纳米BDD薄膜电极,氧终端纳米BDD薄膜电极的海水盐度传感性能更优,在海水盐度检测方面具有广阔的应用前景。最后,通过热丝化学气相沉积、反应离子刻蚀、电子束蒸发和Ar气保护气氛下退火等技术相结合的方法,设计制备了 BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极,旨在通过AuNPs修饰纳米BDD薄膜电极,进一步提升其盐度传感性,为制备金刚石基海水盐度传感器做铺垫。探究出最优的制备工艺参数是:退火温度为800℃、退火时间为2 h、镀层厚度为20 A。在此工艺下制备得到的BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极具有钟乳石状凹坑与AuNPs的镶嵌结构。电化学行为分析和盐度灵敏度测试表明:该镶嵌结构赋予薄膜电极更大的双电层电容,从而具有更高的海水盐度测试灵敏度;得益于AuNPs的贡献,钟乳石状凹坑与AuNPs镶嵌的结构以及它们稳定的存在形式,BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极在长期监测中表现出优异的稳定性。因此,AuNPs修饰纳米BDD薄膜电极的制备进一步提高了电极的海水盐度传感性能,为构建高性能金刚石薄膜基海水盐度传感器提供了电极表面修饰方法,具有借鉴和指导意义。本论文所述的三种表面修饰方法简单高效,将推动BDD材料在海水盐度传感领域的应用研究。
程相岩[3]（2021）在《金刚石基薄膜材料的CO2电化学还原性能研究》文中进行了进一步梳理在环境保护和可持续发展日益受到重视的今天,将温室气体CO2转化为附加值高的原材料,具有重大的社会经济价值。电催化还原作为一种极具前景的CO2转化方法,相关研究也日益受到关注。电极材料是CO2电催化还原过程中最为关键的技术环节之一,与广泛应用的金属基电极相比,金刚石基薄膜因宽的电位窗口能有效抑制析氢反应以及优异的物化性能,是一种极具应用潜力的电极材料。而金刚石薄膜电极上的电催化反应是一个非常复杂的过程,众多的材料固有特性如薄膜的掺杂类型、掺杂浓度、非金刚石碳杂质含量、表面终止态和晶粒取向等,都可能影响电极的电化学行为。尽管目前对于金刚石薄膜电极用于CO2电化学还原的研究较多,但依然缺乏系统的材料本身固有性质与CO2电化学还原性能的内在关系方面的探讨,也进一步影响到其在应用技术中的性能提升。因此本文从工艺与材料组成结构关系入手,系统研究了掺杂类型、掺硼量、生长时间和生长温度对金刚石基薄膜材料的材料特性及CO2电化学还原性能的影响,通过建立起主要的材料固有特性与CO2电化学还原性能间的内在关系,为获得高效优质的金刚石基CO2电催化还原薄膜电极材料建立理论支持。研究内容如下:（1）采用热丝化学气相沉积法,通过改变沉积过程中反应气源中硼的引入量,制备了一系列不同掺硼量的金刚石薄膜（Boron Doped Diamond,BDD）,使用SEM、Raman、XRD来表征薄膜的形貌与质量,LSV和CO2还原实验分析其电化学性能,探究掺硼量的改变对膜材组成结构及CO2电化学还原性能的影响。结果表明,随B加入量的增加,金刚石薄膜的二次形核率提高,在合适的硼碳比（B/C）范围内（2000-17000 ppm）可以提高薄膜生长速度,提高电催化活性和CO2电化学还原产物甲酸的选择性。但若B的引入量过大（B/C=40000 ppm）,硼的掺入会严重的破坏金刚石结构,降低金刚石薄膜的质量,增加析氢副反应的发生。同时,硼的掺杂量增加也会增加金刚石薄膜表面对CO2还原中间体(CO2?﹣)的吸附,形成CO还原产物。（2）采用热丝化学气相沉积法,制备了不同生长时间的BDD薄膜,对比分析了两种B/C（7000和17000 ppm）下生长时间（3 h、6 h、12 h和24 h）对薄膜形貌、结构、组成及CO2电化学还原性能的影响。SEM结果显示随生长时间的增加,金刚石薄膜表面的晶粒尺寸变大,晶界减少。XRD结果表明薄膜的结晶取向没有随时间发生改变,但结晶质量逐渐变好。对于B的含量,XPS分析证明薄膜表面硼的总含量没有随生长时间增加而改变,但是表面B-C键和B-B键的相对含量发生了显着变化,B-C键的相对含量随生长时间的增加而增大;Raman和Raman Mapping结果进一步表明,硼在薄膜表面的分布具有很强的不均一性,硼更主要分布在晶界处而形成B-B键。相应的Hall效应和电化学测试也表明,BDD生长时间越长,表层载流子浓度越高,表层电阻也越低,并具有更高的电化学活性和甲酸产率。这些宏观性能的变化主要归因于生长时间的增加,金刚石薄膜的粗糙度更高,表面积相应增大,产生了更多的反应区域;同时结晶性提高,提高了金刚石相的纯度,使薄膜的电化学特性更强;而B-C键的相对比例不断增大,一方面增加了B的有效掺杂,提高了薄膜的导电性,另一方还使活性位点增多,从而提高CO2还原性能。（3）针对氮掺杂金刚石膜,采用微波等离子体化学气相沉积技术通过改变沉积温度（750℃和850℃）制备获得两种形态结构及组成特点显着不同的新型掺氮金刚石薄膜。SEM、XRD分析表明750℃下生长的薄膜仅含金刚石相且晶粒尺寸在30 nm以下,晶界占比极大,结合Raman光谱图中宽化的D峰和G峰,表明所得膜材为典型的掺氮超纳米金刚石膜（Nitrogen-doped Ultra-nano Crystalline Diamond,N-UNCD）;而850℃制备的薄膜由金刚石和石墨相组成,极薄的石墨片垂直交叉排列呈蜂窝状,尺寸极小的金刚石晶粒分布于“蜂孔”内,为典型的掺氮金刚石/多层石墨烯纳米杂化复合薄膜（Nitrogen-doped Diamond/Multilayer Graphene Nano-hybrid composite film,N-DMGN）。电化学测试结果显示,两种新型氮掺杂金刚石薄膜均具有宽的电势窗（～3 V）,可以有效地抑制CO2还原的析氢竞争反应;同时两种电极都可以有效电催化还原CO2,生成甲酸和CO。其中850℃生长的N-DMGN薄膜具有更好的电化学活性,更高的CO法拉第效率并可产生多电子转移产物甲烷。这得益于其本身“蜂巢”状结构不仅使表面积极大地增加,同时适中的sp3-C/sp2-C比例可以有效结合CO2还原的中间体,增加了产物的多样性。对用于CO2电化学还原的掺硼金刚石薄膜材料而言,掺杂剂硼的存在形态尤为关键,以B-C键形式存在的B不仅形成有效掺杂,产生电子输运通道,而且是电化学反应活性点位,因此B-C键的增多对CO2电化学还原性能的提高是重要的促进因素。而合适的掺B量、更大的表面粗糙度、更高的结晶质量也有利于提高CO2电化学还原性能。落实到工艺实现上,简单的延长沉积时间即可获得综合的有益的材料特性。对于掺氮金刚石薄膜,用含氮液态源高温生长的具有“蜂巢”状结构及适中的sp3-C/sp2-C比例的N-DMGN薄膜,可生产更高电子转移产物甲烷,具有更高的应用潜力。
杨博[4]（2019）在《量子微波磁场探测与成像系统及其应用研究》文中认为在自然界的金刚石中有一种由氮-空位（Nitrogen-Vacancy）形成的缺陷,这种缺陷在捕获一个自由电子以后形成的缺陷叫做(1-中心,因为带这种缺陷的金刚石呈现出红色,因此简称为NV色心。NV色心具备优良的光学特性,是一种性能优异的单光子源,在室温下有良好的电子自旋特性,因此NV色心广泛应用于量子计量、量子信息处理（QIP）和量子磁场探测与成像。本文主要研究基于金刚石NV色心的量子微波磁场探测与成像系统,探索基于金刚石NV色心磁光效应的矢量微波场重构和成像方法,并研究该系统在电磁兼容领域的应用。本文利用金刚石NV色心优异的量子光学性能,重点从提升系统的探测效率、提升系统探测灵敏度,拓展系统的探测频率,三个角度入手开展量子微波场成像系统的研究。主要研究内容如下:1、在提升系统的探测效率方面,本文探索了基于CCD相机和富含NV色心的金刚石薄膜的宽视场快速微波场成像方法。研究了基于科勒照明实现快速微波场成像的方法,采用多通道脉冲发生器同步CCD、激光开关、微波开关和微波源。采用参考帧和图像帧之间的差分测量方法,降低了测量噪声;每帧集成N个重复序列进一步提高了信噪比。本文开发了一种软件扫描微波成像方法,通过对CCD相机的图像进行逐点软件分析,绘制出每一像素点的光探测磁共振（ODMR）谱或拉比振荡（Rabi）曲线,进而通过拟合得到每个像素点对应的微波磁场的强度,进而通过全矢量微波场重构公式计算出包括振幅和相位信息在内的微波磁场矢量。该全矢量微波场重构公式由可测量到的四个NV轴上的左右圆极化微波磁场分量推导出。本文通过对一个微型螺旋天线的测量,验证了整个实验系统的正确性。2、在提升系统探测灵敏度方面,本文研究了一种高灵敏度基于幅度和频率调制技术的金刚石NV色心微波场量子测量方法。开发了一种基于调幅调频光探测磁共振技术的微波磁场探测方法和实验系统,并提出了相应的表面电流重构算法。本文制作了一种特殊的金刚石微波探针放置在微波器件或天线的表面探测微波场;该探针是将金刚石颗粒附着在光纤顶端制成的,对微波场无扰动。该系统具备很窄带宽的滤波器过滤掉大部分噪声,该方法具有较高的检测灵敏度;虽然该方法采用扫描法实现了微波场的测量和成像,但该方法大大缩短了每个扫描点的测量时间,可达到毫秒级。利用金刚石探头中不同朝向的NV色心可以测得三维矢量磁场信息。利用三维矢量磁场信息可以更准确地重构天线表面电流的分布。本文通过对分形天线进行测量,验证了实验系统的正确性。3、在拓展系统的探测频率方面,本文探索了一种高分辨率、非破坏性宽带微波场成像方法。通过研究使用富含NV色心的金刚石传感器,在静态偏置磁场的情况下实现了对微波场的非破坏性宽带宽探测。该系统的探测灵敏度可达15 MHz。空间分辨率受制于金刚石探头的尺寸和位移平台的精度,可达微米级别。该技术是基于NV色心在532 nm的绿色激光泵浦下,在偏离轴向的静态磁场偏置下,外部的AC磁场可以调控金刚石NV色心的荧光强度的特性而开发的。本系统的最小测量灵敏度可达0.1高斯,探测灵敏度主要受限于雪崩光电二极管的背景噪声。本文通过对一个圆形的平面螺旋天线进行进行测量,验证了实验系统的正确性。本文还利用该量子磁场成像系统对一款Ga As衬底MMIC低通滤波器芯片进行芯片近场成像,并就芯片成像所呈现的电磁兼容问题进行了分析。最后,本文对上述微波场成像系统的研究进行了总结,对微波场成像系统的后续研究进行了展望。
郑宇亭[5]（2021）在《金刚石表面状态控制及应用基础研究》文中提出金刚石优异的综合性能使其能够应用于机械、传热、光学和半导体等诸多领域。平整光洁的表面、可控的表面/亚表面缺陷以及表面键态是实现上述应用的前提。然而,金刚石高的硬度和优异的物理化学稳定性导致其表面加工和可再造性差而无法轻易满足各种功能应用需求。因此,金刚石的表面状态控制及以应用为导向的基础研究具有重要意义。本文采用高速三维动态摩擦抛光（3DM-DFP）、氧基等离子体及氢等离子体对金刚石进行表面状态控制研究。作为高效实现金刚石表面控制的方法,多晶及单晶金刚石表面经3DM-DFP的动态摩擦及铁、氧催化氧化最终可使其表面粗糙度可<5 nm甚至1nm。疲劳及能量持续输入导致金刚石形成包括{111}晶面均匀解理层、过渡层和压缩带的近10 μm亚表面损伤。伴随新产生的1425 cm-1,2200cm-1,1750 cm-1和2100 cm-1拉曼特征峰来自于准sp2+sp3无定型结构、碳-空位局部缺陷和sp1相。在太赫兹频率波段下非金刚石相的本征吸收及缺陷散射效应导致了其介电常数的显着降低。等离子体刻蚀则被认为是可以无损伤地实现金刚石表面控制的有效技术。氧基电感耦合等离子（ICP）刻蚀实现金刚石表面调控时,添加辅助气体以及不同的等离子体条件控制对金刚石刻蚀速率及表面状态起决定作用。多晶金刚石黑膜在10%CHF3条件下以4.6 μm/min的刻蚀速率得到了 2.3 nm的表面粗糙度,并对应于最高比例的C-O-C对称键态结构。同时单晶金刚石以0.23μm/min的刻蚀速率实现表面粗糙度<0.5 nm的均匀表面微结构。而针状表面形貌的产生是由于金刚石（111）晶面以及缺陷、孪晶界的优先刻蚀效应。所产生的反式聚合物会在含Cl或H条件下消失,氯化物（sp2 C-Cl）的形成及未出现的氟化物也导致了刻蚀结果的差异。此外,氢等离子体能够有效控制金刚石表面形貌的同时形成的表面C-H键而产生空穴导电。基于氢化后平整金刚石膜的溶液栅极场效应晶体管（SGFET）结构,在不同的溶液中呈现出不同的Ⅰ-Ⅴ响应。表面C-H键在KHP+NaOH+H2SO4混合溶液中随电压升高而发生C-H键反应损伤,电阻从13.57 kΩ增至95.78 kΩ,电流从饱和的1 ×10-4 A/V降至5×10-5 A/V。将该SGFET结构作为电极在无机酸中通过负电势线性扫描后恢复表面C-H键态,电阻从94.33 kΩ降至30.46kΩ,电极电流从6×10-6A升高至1.6×10-5A,并表现出液态环境下更为灵敏的I-V响应,且未产生任何平整度损伤和反应生成物。
贾鑫[6]（2020）在《GaN基金刚石散热层的制备及其性能研究》文中提出随着氮化镓（GaN）基功率器件功率越来越高,器件的“自热效应”愈加明显,对高频高功率电子器件散热提出了迫切需求。采用CVD金刚石代替传统衬底材料可以有效满足高频高功率器件散热需求,有效提升器件性能、器件寿命与可靠性。但GaN外延层沉积金刚石膜存在GaN外延层稳定性差、热失配大及应力累积导致外延层开裂等技术难题。此外,影响GaN/金刚石界面热传输的科学问题尚未明确,限制了金刚石衬底GaN基功率器件的进一步发展。本文研究在高温氢等离子体环境中GaN/保护层表面上进行金刚石的稳定形核与生长,基于静电增强自吸附效应及双金刚石层方法制备了低应力金刚石/GaN复合结构材料,研究了影响GaN与金刚石界面热传输机制,测量了金刚石/GaN的界面热阻。研究了高温氢等离子体对GaN外延层诱导分解机制及抑制分解途径,氢等离子体和温度分别是GaN分解的诱因和驱动力,因此,高温氢等离子体环境中GaN外延层的稳定性极差,在GaN表面添加保护层和提高氢等离子体中氮分压能有效抑制氢等离子体渗透,采用磁控溅射技术沉积低粗糙度致密无孔洞的非晶态SiNx和AlN保护层。研究了微波化学气相沉积方法在GaN/保护层表面沉积金刚石膜的规律,以甲烷浓度12%,沉积温度800℃时能够形成致密金刚石膜进一步抗氢等离子体渗透,基于GaN/保护层与纳米金刚石粉的静电增强自吸附效应,实现了纳米金刚石粒子高密度分散在衬底上,最终在GaN/保护层表面快速获得高度致密金刚石形核层,有效提升界面结合强度和金刚石形核层质量。根据界面热传输理论探究了界面微观结构和声子态密度失配度及保护层材料与界面热传输的相关性,提出了保护层材料选择与界面处声子态密度匹配度是影响界面热传输的重要因素,提高保护层粗糙度可以增加界面有效接触面积,实现界面热传输能力进一步提升,获得GaN/金刚石界面热阻为35.5±5.2m2K/GW。提出一种双金刚石层制备金刚石衬底GaN晶圆的方法,成功制备了低应力低界面热阻的GaN/金刚石结构,且GaN外延层转移前后晶体质量未见明显降低。霍尔测试结果显示,采用两步法金刚石工艺参数:形核阶段,甲烷浓度为12%,形核温度为800℃,形核5min后,生长阶段以甲烷浓度为5%,沉积温度为850℃时,金刚石衬底GaN外延层电子迁移率衰减最少,衰减约14%。
孙明琪[7]（2020）在《金刚石颗粒/树脂基复合材料的制备与导热性能研究》文中认为不断微型化、密集化、高频化、功能化的电子元器件使得电子设备中热点和冗余热已严重影响其内部器件的寿命和可靠性。2016年《自然》指出:由于散热问题无法解决,“Moore定律”即将消失。为保证电子设备快速地持续发展,电子设备的有效热管理已成为该领域中亟待解决的重要问题,其中电子封装材料的开发成为实现有效热管理中的重要一环。基于应用的考量,高分子基复合材料由于兼顾轻量化、绝缘性、抗冲击性、易加工、可设计等优点,在电子封装中备受关注。目前,限制高分子基复合材料导热性能的关键科学问题包括:聚合物本征热导率低、界面热阻的精确控制以及微观结构的有效调控。如何基于这三个关键科学问题,突破高分子本征热导率低的限制,同时实现其热导率的有效调控以满足实际需求,成为高分子封装材料研究中最重要的目标。单晶金刚石由于具有极高热导率、良好的绝缘性和较为低廉的价格,是一种有潜力的高分子封装材料的填充体。因此,本文选择单晶金刚石/高分子基复合材料为研究体系,针对微观结构调控这个关键科学问题,提出三种不同的金刚石微观分布状态,选择合理的制备方法,实现一维定向排布结构、层状平行分布结构和三维通道结构的构筑,以及复合材料的导热性能、电学性能的研究,为金刚石/高分子基复合材料的多尺度结构设计奠定基础。论文分为如下几个部分:选择外置磁场辅助法以实现金刚石一维定向排布结构构筑的目标,采用化学共沉淀法对金刚石颗粒进行磁性纳米颗粒的负载,解决金刚石对外置磁场不响应的技术问题。结果表明,制备的复合材料中金刚石颗粒沿磁场方向呈现良好的柱状“颗粒束”对齐组装,成功地实现了一维定向排布结构的构筑。通过填充量的调节,研究了柱状“颗粒束”结构的变化规律,同时发现:复合材料的导热性能明显提高,5.1 vol%填充量的磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料比随机分布的同体系复合材料高250%,填充量为14 vol%的复合材料的面外方向上的热导率可达1.37W/m K;虽然引入了磁铁矿,复合材料的电阻率仍处在绝缘范围内。以实现金刚石层状平行分布结构的构筑为目标,采用蒸发自组装法预先构筑了金刚石密堆积层,解决了金刚石颗粒层状可调控的技术问题,并通过手糊成型和机械切割解决了金刚石密堆积层沿面外方向平行分布的技术问题。结果表明,成功地实现了金刚石颗粒层状平行分布结构的构筑,具有这种结构的复合材料的导热性能具有明显的各向异性,当金刚石的填充量为24.7 vol%时,层状平行分布结构复合材料的面外热导率为2.0 W/m K,比均匀分布的同体系复合材料提高了335%。以层状平行分布结构的金刚石/硅凝胶复合材料为研究对象,基于ANSYS Workbench软件,采用有限元模拟的方法,通过构建多尺度有限元模型研究了层厚度结构变量对复合材料面外热导率的影响及机理。并且通过制备具有不同金刚石层厚度和填充量的层状平行分布结构复合材料,对模拟结果进行验证。结果表明金刚石层厚度的减小可有效提高层状平行分布结构复合材料的热导率,当金刚石填充量为24.7 vol%时,金刚石层厚度为40μm的层状平行分布结构复合材料的面外热导率可达2.55 W/m K,比均匀分布的金刚石复合材料提高了454%。同时,在Ku波段复合材料的介电常数随金刚石层厚度的减小而增大,但变化幅度较小,其值在3.5之内,其tanδ值小（<0.1）,可用于微波电子封装中。选择模板法以实现金刚石三维通道结构构筑的目标,以化学气相沉积的三维石墨烯为模板,采用真空辅助抽滤法,解决了金刚石纳米颗粒三维堆积的技术问题。结果表明,金刚石纳米颗粒沿石墨烯壁密堆积,成功地实现了金刚石颗粒三维通道结构的构筑。具有双通道三维导热网络结构的复合材料的传热性能明显优于均匀分布的同体系复合材料,当金刚石和石墨烯的总填充量为1.97 vol%时,所得到的三维双通道结构复合材料的热导率可达0.279 W/m K,热导率增长效率为74.33%。三维双通道结构复合材料的导电性能没有受到金刚石引入的影响,其电导率为0.256 S/cm。以三维双通道结构金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料为研究对象,采用单轴压缩石墨烯模板的方法来实现金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料中三维双通道结构密度的调节。结果表明,随着三维双通道结构密度的增加,复合材料面内、面外方向热导率及各向异性系数随之升高,伴随而来的是机械性能的下降。
杨名超[8]（2020）在《氢终端金刚石表面氧处理及金刚石场效应晶体管稳定性的研究》文中研究说明金刚石具有宽带隙、高击穿电压、高电子空穴迁移率、低介电常数及超硬、高热导率、抗辐射、化学稳定性好等优异性质,在电子电力功率器件、紫外发光二极管、固态自旋量子器件等方面具有其他材料不可替代的作用。金刚石作为第三代半导体材料在半导体器件的基础和应用研究中取得了重要进展,实现金刚石在半导体器件的应用,关键问题是获得高性能p型和n型掺杂,目前浅施主能级n型掺杂尚是具有挑战性的难题,虽然硼掺杂p型金刚石受主能级较浅（～0.37 eV）,但仍不适合常温条件下器件应用。氢终端金刚石表面具有p型半导体特性,可形成具有极低活化能的二维空穴气（Two dimensional hole gas,2DHG）,已应用到制作高性能金刚石场效应晶体管（Field Effect Transistor,FET）器件。为提高金刚石基半导体器件的性能,氢终端金刚石表面电导及相关器件性质方面存在诸多需要深入研究的课题。本文围绕半导体金刚石氢终端表面及器件,开展紫外/臭氧处理调制氢终端表面的电学和浸润性,氢终端金刚石金属氧化物半导体场效应晶体管（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor,MOSFET）稳定性,氢终端金刚石金属-半导体场效应晶体管（Metal-Semiconductor Field Effect Transistor,MESFET）抗辐射特性等相关研究。获得如下研究结果:1、利用紫外/臭氧对氢终端金刚石表面进行氧化处理过程中,改变紫外/臭氧处理时间调制氢终端金刚石表面氧吸附浓度、浸润性、导电性质。通过X射线光电子能谱（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）分析,随着紫外/臭氧处理时间增加,更多氧（O）原子通过化学吸附,取代表面氢（H）原子,改变金刚石单晶表面H/O终端状态。考虑金刚石本征特性（氢终端疏水性、氧终端亲水性）及单晶光滑表面,浸润性随紫外/臭氧处理时间的关系和表面O吸附比例变化相关,与XPS分析结果一致。霍尔效应测量结果表明,氢终端金刚石单晶电阻（空穴迁移率）随紫外/臭氧处理时间增长,表面电阻（迁移率）增大（减小）,与XPS和润湿性的变化规律一致。证明了通过改变紫外/臭氧处理时间（以分钟或秒为单位）,改变金刚石表面氢及氧终端浓度比例,调控金刚石表面的浸润性和电输运性质,为金刚石基电子器件表面功能化及电学性质调控提供了重要的参考数据。2、通过在电流-电压（I-V）特性测量过程中扫描不同方向栅极电压,开展基于氢终端金刚石MOSFET器件（该结构的栅介质为低温原子层沉积氧化铝,ALD-Al2O3）稳定性研究。栅极电压从反向到正向（reverse to forward,RF）和正向到反向（forward to reverse,FR）两种变化条件下测量氢终端金刚石MOSFET器件漏极电流密度(Ids)与漏极电压(Vds)特性曲线。对于RF和FR方向栅极扫描,在同样电压情况,Ids存在差异。在扫描中观察到迟滞现象。当固定漏极电压Vds=-6 V,不同方向扫描的阈值电压不同,RF方向Vth=16.4 V,FR方向Vth=15.1 V。RF和FR扫描方向的栅极泄漏电流测量结果表明,在低栅极电压下,泄漏电流极低,FR方向扫描可降低栅极泄漏,说明ALD-Al2O3层具有良好的绝缘性。在低漏极电压下,亚阈值摆幅（subthreshold swing,SS）值变化很小,而在较高漏极电压下,SS值增大。较高漏极电压下,器件沟道不能完全夹断,跨导（gm）随着漏极电压增大而增加,在RF方向上扫描gm更大。对于RF和FR方向扫描过程中转移特性迟滞现象,通过施加栅偏压后漏极电流密度随时间关系测量,归因于在氢终端刚石表面附近的ALD-Al2O3边界处深能级电荷陷阱,导致了氢终端金刚石MOSFET不稳定性。3、研究了X-射线辐射情况下氢终端金刚石金属-半导体场效应管（MESFET）的性能变化。器件在X-射线辐射前后,漏极电流密度发生了较小的变化,而辐射后跨导（gm）明显小于辐射前gm。一方面说明金刚石基半导体器件的抗辐射特性,另一方面在一定辐射强度的作用下,发现辐射诱发氢终端金刚石产生空穴和电子,在电场中被加速,高能量空穴会轰击栅极处C-H键,导致氢转移到界面上形成界面陷阱态,使辐射前后器件性能发生改变。本结果为深入分析降低X-射线辐射对金刚石MESFET器件性能的影响提供了重要实验数据。金刚石被认为是最重要的第三代半导体材料之一,金刚石基器件的性能与表面及界面的结构和性质密切相关。本论文在氢终端金刚石表面进行氧终端处理、MOSFET器件稳定性测试及MESFET器件抗X-射线辐射等方面做了系列的工作,该结果为深入分析金刚石材料及器件在各种环境气氛中结构和性能变化,解决金刚石器件应用过程中遇到的相关问题,设计和制造新型金刚石基半导体器件,提供了实验数据和方案思路。
鄂羽佳[9]（2019）在《SMR全绝缘布拉格反射栅的设计、制备与表征》文中进行了进一步梳理固贴式薄膜体声波谐振器,简称SMR-FBAR（Solidly Mounted Film Bulk Acoustic Resonator）是体声波谐振器的一种,其采用高、低声阻抗层交替而成的布拉格（Bragg）反射栅作为声波的反射结构,机械稳定性好,布拉格反射栅结构阻隔声波的传播,使能量最大限度地保留在压电振荡堆中,是体声波谐振器研究的热点。其中,布拉格反射栅的低声阻抗层材料在行业内普遍应用二氧化硅（Si O2）,而高声阻抗层材料的选择上,选择钨（W）等重金属作为高声阻抗材料会引发导体和电介质形成的结构所产生强电容耦合,影响器件性能。因此,具有全绝缘布拉格反射栅结构的体声波谐振器已成为行业内研究工作的热点。声阻抗与材料密度和弹性模量直接相关,要保证器件的性能,需要选择一种高模量非导体材料与低模量材料组成的结构,组成全绝缘布拉格反射栅。本文针对这些问题,开展了如下工作:构建了一种具有全绝缘布拉格反射栅的体声波谐振器的数学模型,分析了压电堆的工作原理和特性,构造了压电薄膜层的数学模型。解出了压电堆阻抗的表达式,计算了理想状态下的薄膜体声波谐振器（FBAR）的阻抗,结果清楚地展示了FBAR在谐振点的阻抗特点。进一步分析了带电极FBAR的谐振特性,其损耗决定了品质因子Q的高低,声路增加会导致谐振频率减小。通过传输线理论模拟并设计了布拉格反射栅,得出了固贴式薄膜体声波谐振器的等效电路图,通过仿真分析计算出通过不同高声阻抗材料组成的布拉格反射栅对于器件热性能的影响并模拟了其等效电路,分析了布拉格反射栅的参数的变化对FBAR的影响,得出了实验所要求的制备模型的优化方案。介绍了制备布拉格反射栅薄膜材料所采用的工艺方法,以及研究薄膜性能的方法,研究了布拉格反射栅结构,温度对于布拉格反射栅所用材料的影响情况,并分析了不同材料的制备工艺对器件的影响。对全绝缘布拉格反射栅需要的薄膜材料制备并表征。综合考虑仿真与实验结果,对品质因子Q、FBAR内部温度和最大热应力受布拉格反射栅格层数的影响进行分析,FBAR的内部温度和最大热应力随反射栅格层的数量增加而上升。品质因子Q随着反射栅层数的增加而上升。反射栅温度反比于组成反射栅材料的导热率,导热率越大,温度越低。布拉格反射栅层数n>6时,材料对反射效率的影响不大,故高低声阻抗材料最合适的层数为6层。纳米金刚石薄膜由于其具有较高的杨氏模量,高温下良好的表面粗糙度,不会引起寄生电容,是一种全绝缘布拉格反射栅高声阻抗层的很好的备选材料。
陆峰[10]（2014）在《单晶式多晶体纳米金刚石复合表面电学性质研究》文中研究指明金刚石是一种性能优异的特别材料，它在自然界中的硬度极其高，杨氏模量也比较高（约1100GPa）。另外，它还具有其他优良性能，例如较高的热导率（20W/cm.K）、较快的传声速率（超过15Km/s），光的透过频率宽度最宽（从200nm的紫外光到微波），禁带宽度较大（5.4eV），空穴迁移率大等等。基于以上这些特性，天然金刚石、人造金刚石颗粒及金刚石膜具有广泛的应用领域。鉴于杂质元素的的存在对半导体的性质会带来极大影响，本文的重点是利用基于密度泛函理（DFT）的第一性原理方法，建立金刚石以及加入界面后的单晶式多晶体纳米级金刚石膜的超胞模型，并对不同尺寸大小下的加入不同界面的金刚石复合膜的电子结构以及光学性质进行了计算，最后对结果进行了细致而又准确的研究。分析出的结论将对以后的制造工艺及应用提出理论指导。其中得到最主要的几个结论如下：一、通过对四种模型的金刚石晶体、Si界面式金刚石晶体、P界面式金刚石晶体、B界面式金刚石晶体的能带结构图和态密度图的分析，得出金刚石的带隙随原子数的增加而减小；Si界面式金刚石晶体、P界面式金刚石晶体、B界面式金刚石晶体的带隙变化不存在上述规律，但相对于纯净的金刚石晶体，加入界面后晶体带隙明显减小。Si替换后晶体在一定条件下具有了导电性，而分别加入P和B界面后的晶体都具有了金属导电性。二、加入硅界面的金刚石能够从绝缘体变为半导体，其中起主要作用的是Si-3p轨道的电子以及C-2p轨道上的电子的贡献率较大。加入P界面后金刚石晶体具有了金属性导电性，其中起主要作用的是C-2s和C-2p态轨道的电子以及P-3s和P-3p轨道的电子；加B界面后金刚石晶体也具有了一定的金属导电性，经分析起主要作用的是C-2p态电子和B-2p态电子。
二、常规与纳米金刚石薄膜介电性能的比较（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、常规与纳米金刚石薄膜介电性能的比较（论文提纲范文）
（1）铝合金表面液相电沉积DLC薄膜工艺及性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 英文摘要 |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 铝合金的表面改性 |
| 1.2.1 铝合金的性能特性 |
| 1.2.2 铝合金的应用现状 |
| 1.2.3 铝合金表面改性方法 |
| 1.3 类金刚石薄膜概述 |
| 1.3.1 类金刚石薄膜的组成、结构和分类 |
| 1.3.2 类金刚石薄膜的本征特性 |
| 1.3.3 类金刚石薄膜的制备方法 |
| 1.4 液相电沉积类金刚石薄膜 |
| 1.4.1 液相电沉积类金刚石薄膜的影响因素 |
| 1.4.2 液相电沉积类金刚石薄膜存在的问题 |
| 1.4.3 液相电沉积类金刚石薄膜的性能优化 |
| 1.5 本文研究目的 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 2 实验材料与方法 |
| 2.1 类金刚石薄膜的原材料及制备工艺 |
| 2.1.1 原材料及设备仪器 |
| 2.1.2 实验材料预处理 |
| 2.1.3 薄膜制备工艺 |
| 2.2 类金刚石薄膜的成分、结构和形貌表征 |
| 2.2.1 拉曼光谱仪 |
| 2.2.2 X射线光电子能谱仪 |
| 2.2.3 扫描电子显微镜 |
| 2.3 类金刚石薄膜显微硬度和摩擦学性能表征 |
| 2.3.1 显微硬度 |
| 2.3.2 摩擦学性能 |
| 2.4 类金刚石薄膜的耐腐蚀性能表征 |
| 2.4.1 极化曲线测定 |
| 2.4.2 全腐蚀浸泡实验 |
| 3 液相电沉积类金刚石薄膜工艺与性能优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 去离子水含量对DLC薄膜微观结构与成分的影响 |
| 3.2.1 电流密度的变化规律 |
| 3.2.2 去离子水含量对DLC薄膜微观结构的影响 |
| 3.2.3 去离子水含量对DLC薄膜表面形貌的影响 |
| 3.2.4 去离子水含量对DLC薄膜成分的影响 |
| 3.3 去离子水含量对DLC薄膜显微硬度及摩擦磨损性能的影响 |
| 3.3.1 去离子水含量对DLC薄膜显微硬度的影响 |
| 3.3.2 去离子水含量对DLC薄膜摩擦系数及磨损量的影响 |
| 3.3.3 去离子水含量对DLC薄膜磨痕形貌的影响 |
| 3.4 去离子水含量对DLC薄膜电化学性能的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 过渡层对类金刚石薄膜微观结构及性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 过渡层对DLC薄膜微观结构与成分的影响 |
| 4.2.1 过渡层对DLC薄膜微观结构的影响 |
| 4.2.2 过渡层对DLC薄膜表面形貌的影响 |
| 4.2.3 过渡层对DLC薄膜成分的影响 |
| 4.3 过渡层对DLC薄膜显微硬度及摩擦磨损性能的影响 |
| 4.3.1 过渡层对DLC薄膜显微硬度的影响 |
| 4.3.2 过渡层对DLC薄膜摩擦系数及磨损量的影响 |
| 4.3.3 过渡层对DLC薄膜磨痕形貌的影响 |
| 4.4 过渡层对DLC薄膜电化学性能的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 CeO_2掺杂对类金刚石薄膜微观结构与性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜微观结构与成分的影响 |
| 5.2.1 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜微观结构的影响 |
| 5.2.2 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜表面形貌的影响 |
| 5.2.3 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜成分的影响 |
| 5.3 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜显微硬度及摩擦磨损性能的影响 |
| 5.3.1 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜显微硬度的影响 |
| 5.3.2 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜摩擦系数及磨损量的影响 |
| 5.3.3 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜磨痕形貌的影响 |
| 5.4 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜耐腐蚀性能的影响 |
| 5.4.1 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜极化曲线的影响 |
| 5.4.2 CeO_2掺杂量对CeO_2-DLC复合薄膜腐蚀速率和腐蚀形貌的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（2）掺硼金刚石薄膜电极表面修饰及其盐度传感研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 海水盐度检测概述 |
| 1.2.1 海水盐度的定义及发展 |
| 1.2.2 海水盐度测量方法概述 |
| 1.3 电导法测量海水盐度的基本原理 |
| 1.3.1 基本概念及计算公式 |
| 1.3.2 测量原理 |
| 1.4 电导电极概述 |
| 1.4.1 电极极化的定义 |
| 1.4.2 常用的电导电极 |
| 1.5 掺硼金刚石薄膜电极 |
| 1.5.1 掺硼金刚石薄膜电极的结构及性能 |
| 1.5.2 掺硼金刚石薄膜电极的电化学特性 |
| 1.5.3 掺硼金刚石薄膜电极在电化学领域的应用 |
| 1.6 本论文的选题目的、意义和内容 |
| 第2章 实验方法 |
| 2.1 实验设备 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.3 实验试剂和材料 |
| 第3章 纳米掺硼金刚石薄膜电极制备及盐度传感研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 制备纳米掺硼金刚石薄膜电极 |
| 3.2.2 电化学行为测试表征 |
| 3.2.3 海水盐度传感性能评价 |
| 3.3 结果与讨论 |
| 3.3.1 纳米掺硼金刚石薄膜电极的材料表征 |
| 3.3.2 纳米掺硼金刚石薄膜电极的电化学行为分析 |
| 3.3.3 纳米掺硼金刚石薄膜电极的海水盐度传感性能研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 表面终端修饰掺硼金刚石薄膜电极盐度传感研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验部分 |
| 4.2.1 制备氢、氧终端修饰掺硼金刚石薄膜电极 |
| 4.2.2 电化学行为测试表征 |
| 4.2.3 海水盐度传感性能评价 |
| 4.3 结果与讨论 |
| 4.3.1 氢、氧终端修饰掺硼金刚石薄膜电极的材料表征 |
| 4.3.2 氢、氧终端修饰掺硼金刚石薄膜电极的电化学行为分析 |
| 4.3.3 氢、氧终端修饰掺硼金刚石薄膜电极的盐度传感性能研究 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 金纳米颗粒修饰纳米掺硼金刚石薄膜电极盐度传感研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验部分 |
| 5.2.1 制备金纳米颗粒修饰纳米掺硼金刚石薄膜电极 |
| 5.2.2 电化学行为测试表征 |
| 5.2.3 海水盐度传感性能评价 |
| 5.3 结果与讨论 |
| 5.3.1 退火温度对BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极性能的影响 |
| 5.3.2 退火时间对BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极性能的影响 |
| 5.3.3 镀层厚度对BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极性能的影响 |
| 5.3.4 BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极海水盐度传感稳定性研究 |
| 5.3.5 BDD-RIE/AuNPs复合薄膜电极的实际海水盐度检测 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结与展望 |
| 6.1 本论文的主要结论 |
| 6.2 论文的主要创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
| 作者简介 |
（3）金刚石基薄膜材料的CO2电化学还原性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 金刚石概述 |
| 1.2.1 金刚石结构与性质 |
| 1.2.2 金刚石薄膜制备方法 |
| 1.3 电催化还原CO_2 |
| 1.3.1 电催化还原CO_2基本原理 |
| 1.3.2 电催化还原CO_2的挑战 |
| 1.4 金刚石基薄膜电催化还原CO_2的研究现状 |
| 1.4.1 掺硼金刚石薄膜还原CO_2研究现状 |
| 1.4.2 掺硼金刚石薄膜还原CO_2研究现状 |
| 1.5 研究意义与研究内容 |
| 1.5.1 研究意义 |
| 1.5.2 研究内容 |
| 1.5.3 本课题创新点 |
| 2 实验设备及表征方法 |
| 2.1 实验原料与仪器 |
| 2.1.1 试剂与原料 |
| 2.1.2 实验使用仪器 |
| 2.1.3 热丝化学气相沉积设备 |
| 2.1.4 微波化学气相沉积设备 |
| 2.2 金刚石基薄膜的制备 |
| 2.2.1 基片预处理 |
| 2.2.2 掺硼金刚石薄膜制备工艺 |
| 2.2.3 掺氮纳米金刚石薄膜制备工艺 |
| 2.3 金刚石基薄膜的结构表征方法 |
| 2.3.1 扫描电子显微镜 |
| 2.3.2 激光拉曼光谱 |
| 2.3.3 拉曼成像 |
| 2.3.4 X射线光电子能谱 |
| 2.3.5 X射线衍射 |
| 2.3.6 霍尔效应测试 |
| 2.4 金刚石基薄膜电极的电化学测试方法 |
| 2.4.1 线性扫描伏安法 |
| 2.4.2 产物法拉第效率 |
| 2.4.3 产物产率 |
| 2.4.4 双电层电容 |
| 3 掺硼金刚石薄膜的制备及CO_2电化学还原性能研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 不同B/C金刚石薄膜的制备及CO_2电化学还原性能研究 |
| 3.2.1 电极制备 |
| 3.2.2 形貌与结构分析 |
| 3.2.3 CO_2电化学还原性能研究 |
| 3.2.4 小结 |
| 3.3 B/C=7000 ppm不同生长时间BDD的制备及CO_2电化学还原性能研究 |
| 3.3.1 电极制备 |
| 3.3.2 形貌与结构分析 |
| 3.3.3 CO_2电化学还原性能研究 |
| 3.3.4 小结 |
| 3.4 B/C=17000 ppm不同生长时间BDD的制备及CO_2电化学还原性能研究 |
| 3.4.1 电极制备 |
| 3.4.2 形貌与结构分析 |
| 3.4.3 CO_2电化学还原性能研究 |
| 3.4.4 机理讨论 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 掺氮金刚石薄膜的制备及CO_2电化学还原性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 电极制备 |
| 4.3 形貌与结构分析 |
| 4.3.1 形貌分析 |
| 4.3.2 拉曼分析 |
| 4.3.3 XRD分析 |
| 4.4 掺氮金刚石薄膜的CO_2电化学还原性能 |
| 4.4.1 线性伏安测试 |
| 4.4.2 产物法拉第效率 |
| 4.4.3 双电层电容 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果 |
（4）量子微波磁场探测与成像系统及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 专用术语注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 量子磁场探测与成像技术 |
| 1.1.1 量子磁场探测与成像技术研究现状 |
| 1.1.2 金刚石NV色心量子磁场探测技术的研究热点 |
| 1.2 量子微波磁场探测技术的应用 |
| 1.2.1 电磁兼容与近场测量 |
| 1.2.2 芯片级电磁兼容测试 |
| 1.2.3 近场测试技术的挑战 |
| 1.3 论文的研究内容与安排 |
| 第二章 金刚石中NV色心的研究基础 |
| 2.1 金刚石NV色心的物理性质 |
| 2.1.1 电子轨道和能级结构 |
| 2.1.2 吸收和荧光谱 |
| 2.1.3 电子自旋与光量子纠缠 |
| 2.1.4 塞曼分裂和ODMR谱 |
| 2.1.5 DC磁场探测及灵敏度分析 |
| 2.2 动态自旋与微波场探测 |
| 2.2.1 脉冲ODMR测量技术 |
| 2.2.2 Rabi振荡测量技术 |
| 2.2.3 Ramsey干涉测量法 |
| 2.2.4 自旋Hahn回声测量技术 |
| 2.3 金刚石NV色心的制备 |
| 2.3.1 辐照方法制备NV色心 |
| 2.3.2 表面刻蚀工艺制作金刚石NV色心探头 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 基于CCD的非破环性量子磁场成像系统 |
| 3.1 基于CCD的非破环性量子磁场成像系统架构 |
| 3.1.1 科勒照明技术与共聚焦技术 |
| 3.1.2 CCD量子磁场成像系统架构 |
| 3.1.3 激光和微波泵浦 |
| 3.1.4 微波场重构算法 |
| 3.2 实验建立与数据 |
| 3.2.1 ODMR微波场强度校准实验 |
| 3.2.2 Rabi振荡与Ramsey振荡实验 |
| 3.2.3 对螺旋天线的微波场成像实验 |
| 3.3 系统性能分析 |
| 3.3.1 灵敏度分析 |
| 3.3.2 系统成像效率与空间分辨率分析 |
| 3.3.3 分析结论 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 基于AM/FM脉冲调制方法的量子磁场成像系统 |
| 4.1 高灵敏度AM/FM脉冲调制量子磁场成像系统 |
| 4.1.1 虚拟仪器平台的设计 |
| 4.2 高灵敏度量子磁场成像方法 |
| 4.2.1 基于AM/FM脉冲调制的光探测磁共振技术 |
| 4.2.2 源场与表面电流重构算法 |
| 4.3 实验结果 |
| 4.4 系统性能分析 |
| 4.4.1 灵敏度分析 |
| 4.4.2 系统成像效率与空间分辨率分析 |
| 4.4.3 分析结论 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 中低频量子磁场成像系统及其在芯片领域的应用 |
| 5.1 自旋混合与中低频磁场测量 |
| 5.1.1 GSLAC自旋混合效应 |
| 5.1.2 偏NV轴磁场偏置的自旋混合与全光磁场成像 |
| 5.2 中低频量子磁场成像系统实现及实验 |
| 5.2.1 成像系统和方法 |
| 5.2.2 实验结果 |
| 5.2.3 结果分析 |
| 5.3 量子磁场测量在芯片电磁兼容领域的应用研究 |
| 5.3.1 系统架构 |
| 5.3.2 芯片表面微波场成像及电磁兼容问题分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 研究内容总结 |
| 6.2 研究方向展望 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间撰写的论文 |
| 附录2 攻读博士学位期间申请的专利 |
| 附录3 攻读博士学位期间参加的科研项目 |
| 致谢 |
（5）金刚石表面状态控制及应用基础研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 金刚石的性能及制备方法 |
| 2.1.1 金刚石的优异性能 |
| 2.1.2 金刚石的制备 |
| 2.1.3 国内外金刚石制备技术的发展 |
| 2.2 金刚石表面的高效机械平整化控制 |
| 2.2.1 金刚石的化学辅助机械抛光 |
| 2.2.2 催化金属辅助摩擦抛光 |
| 2.2.3 高速动态摩擦抛光 |
| 2.3 金刚石的等离子体刻蚀表面状态控制 |
| 2.3.1 金刚石等离子体刻蚀原理 |
| 2.3.2 金刚石刻蚀形貌演变机制 |
| 2.3.3 金刚石的氧基等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.3.4 金刚石的氢等离子体刻蚀表面控制 |
| 2.4 金刚石质量损伤及表面键态对其应用性能的影响 |
| 2.4.1 质量损伤及表面键态对电磁波环境下介电特性的影响 |
| 2.4.2 质量损伤及表面键态对表面导电及输运特性的影响 |
| 3 研究内容和实验方法 |
| 3.1 研究内容和思路 |
| 3.1.1 研究内容 |
| 3.1.2 研究思路 |
| 3.2 实验方法 |
| 3.2.1 金刚石膜片的制备方法 |
| 3.2.2 金刚石膜片表征方法 |
| 3.2.3 金刚石的预处理及处理后的表面状态 |
| 4 金刚石高速机械平整化控制过程及表面键态演变机制 |
| 4.1 不同质量金刚石膜片的制备及表征 |
| 4.1.1 金刚石膜片的制备及预处理 |
| 4.1.2 金刚石膜片的基本物相特征 |
| 4.2 金刚石膜片的高速平整化控制系统及过程 |
| 4.3 金刚石高速平整化过程的控制影响因素 |
| 4.3.1 平整化过程外加载荷的影响 |
| 4.3.2 平整化过程持续时间的影响 |
| 4.3.3 平整化过程线性速度的影响 |
| 4.4 金刚石高速平整化过程控制优化 |
| 4.5 基于优化高速平整化过程的金刚石膜片表面状态 |
| 4.6 金刚石高速平整化机制及表面键态演变 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 高速机械平整化金刚石质量损伤精细分析及对应用响应的影响 |
| 5.1 金刚石高速平整化所致亚表面损伤的演化分析 |
| 5.2 金刚石动态抛光质量损伤的拉曼光谱精细分析 |
| 5.3 不同质量多晶金刚石的亚表面损伤分析 |
| 5.4 金刚石质量损伤的太赫兹精细分析及响应 |
| 5.4.1 金刚石膜片损伤控制及质量分析 |
| 5.4.2 金刚石太赫兹超精细质量分析应用测试系统 |
| 5.4.3 金刚石质置差异及损伤对太赫兹波段精细吸收响应的影响 |
| 5.4.4 金刚石质量差异及损伤对太赫兹波段介电响应的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 金刚石氧基等离子体刻蚀表面形貌演变及状态控制 |
| 6.1 金刚石制备及表面等离子刻蚀控制 |
| 6.1.1 金刚石膜片的制备及质量检测 |
| 6.1.2 ICP反应离子刻蚀控制 |
| 6.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀速率 |
| 6.3 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀表面形貌控制 |
| 6.3.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.3.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下表面形貌及演变 |
| 6.4 基于优化刻蚀工艺的图形化单晶金刚石表面平整化控制应用 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 金刚石不同氧基体系等离子刻蚀表面反应与键态 |
| 7.1 金刚石不同氧基体系ICP刻蚀的化学反应过程 |
| 7.2 金刚石不同氧基体系ICP反应离子刻蚀的物相及表面键态 |
| 7.2.1 低偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.2.2 高偏置射频功率不同辅助气体条件下的物相及表面键态 |
| 7.3 金刚石不同气基体系ICP反应离子刻蚀温度变化 |
| 7.4 本章小结 |
| 8 金刚石氢基等离子体表面形貌及半导体化控制 |
| 8.1 金刚石的制备及质量表征 |
| 8.2 未半导体化(绝缘)表面键态 |
| 8.3 金刚石氢等离子体表面状态控制及演变 |
| 8.3.1 金刚石氢等离子体刻蚀表面形貌控制 |
| 8.3.2 金刚石表面氢等离子体刻蚀形貌演变机制 |
| 8.3.3 金刚石表面氢等离子体刻蚀表面状态演变 |
| 8.4 金刚石表面氢等离子体半导体化及SGFET结构制备 |
| 8.4.1 金刚石表面氢等离子体半导体化过程控制优化 |
| 8.4.2 基于表面半导体化金刚石膜片结构设计及制备 |
| 8.5 本章小结 |
| 9 金刚石表面碳氢键的应用损伤及无损修复 |
| 9.1 氢终端金刚石液态环境的直流特性响应 |
| 9.2 金刚石表面碳氢键的反应损伤 |
| 9.3 金刚石表面氢终端键无损修复 |
| 9.3.1 金刚石负电势线性扫描及表面碳氢键的修复 |
| 9.3.2 表面键态修复后的金刚石性能 |
| 9.4 金刚石表面化学键反应与修复机制 |
| 9.5 本章小结 |
| 10 结论 |
| 11 创新点 |
| 12 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）GaN基金刚石散热层的制备及其性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 氮化镓的性能及应用前景 |
| 2.1.1 氮化镓的基本性能 |
| 2.1.2 氮化镓制备的研究进展 |
| 2.1.3 氮化镓的性能及应用 |
| 2.2 氮化镓器件自热效应及解决方案 |
| 2.3 金刚石的基本性能及制备方法 |
| 2.4 金刚石在GaN功率器件中的应用研究进展 |
| 2.4.1 键合技术制备金刚石衬底GaN |
| 2.4.2 基于GaN外延层背面直接生长金刚石 |
| 2.4.3 单晶金刚石衬底散热技术 |
| 2.4.4 高导热金刚石钝化层散热技术 |
| 3 研究内容与试验方法 |
| 3.1 研究内容 |
| 3.2 研究思路 |
| 3.3 实验方法 |
| 3.3.1 实验设备 |
| 3.3.2 实验材料 |
| 3.4 实验内容 |
| 3.4.1 制备金刚石衬底GaN晶圆的关键技术 |
| 3.4.2 制备金刚石衬底GaN晶圆技术路线 |
| 3.5 制备金刚石衬底GaN结构的表征手段 |
| 3.5.1 形貌及显微组织表征和评价 |
| 3.5.2 物相表征 |
| 3.5.3 成分及成键状态表征 |
| 3.5.4 电学特性表征 |
| 3.5.5 力学特性表征 |
| 3.5.6 薄膜和粉末zeta电位表征 |
| 3.5.7 热学特性表征 |
| 4 氢等离子体环境中GaN的稳定性研究 |
| 4.1 高温氢等离子体中GaN外延层的诱导分解 |
| 4.2 高温氢等离子体中GaN稳定性强化研究 |
| 4.2.1 保护层对抑制GaN分解的作用 |
| 4.2.2 增加氮分压对抑制GaN分解的作用 |
| 4.2.3 保护层和N2对抑制GaN分解的作用 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 氮化镓的保护层制备及特性分析 |
| 5.1 保护层选择及制备的影响因素分析 |
| 5.2 磁控溅射沉积条件对沉积SiNx的影响 |
| 5.2.1 溅射功率对沉积SiNx保护层的特性影响 |
| 5.2.2 气体比例对沉积SiNx保护层的特性影响 |
| 5.2.3 沉积温度对沉积SiNx保护层的特性影响 |
| 5.3 磁控溅射沉积条件对沉积AlN的影响 |
| 5.3.1 溅射功率对沉积AlN保护层特性的影响 |
| 5.3.2 气体比例对AlN保护层的特性影响 |
| 5.3.3 沉积温度对对沉积AlN保护层的特性影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 氮化镓/保护层表面沉积金刚石膜及热传输特性研究 |
| 6.1 沉积温度对氮化镓/保护层表面沉积金刚石的影响 |
| 6.2 甲烷浓度对氮化镓/保护层表面沉积金刚石膜的影响 |
| 6.3 氮化镓/保护层表面金刚石形核规律机制研究 |
| 6.3.1 保护层选材对金刚石形核影响 |
| 6.3.2 保护层预处理对增强形核金刚石的影响 |
| 6.3.3 保护层表面增强形核金刚石机制研究 |
| 6.4 金刚石/GaN界面热传输特性及机制 |
| 6.4.1 金刚石/GaN结构界面传输理论基础 |
| 6.4.2 保护层对金刚石/GaN界面热传输的影响 |
| 6.4.3 保护层声子态密度在金刚石/GaN界面热传输中作用 |
| 6.4.4 界面微观结构对金刚石/GaN界面热传输的影响 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 基于双金刚石层制备金刚石衬底GaN结构及其性能研究 |
| 7.1 GaN外延层临时转移及GaN原始衬底的剥离 |
| 7.2 散热层金刚石膜两步法沉积及临时载体剥离 |
| 7.3 金刚石衬底GaN结构本征特性及其应力演变 |
| 7.3.1 金刚石衬底GaN本征特性变化 |
| 7.3.2 金刚石衬底GaN界面结构及应力演变 |
| 7.4 金刚石衬底GaN的电子迁移率 |
| 7.5 本章小结 |
| 8 结论 |
| 主要创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（7）金刚石颗粒/树脂基复合材料的制备与导热性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 高分子基复合材料热导率的影响因素 |
| 1.2.1 树脂基复合材料导热机理 |
| 1.2.2 高分子基体热导率的影响 |
| 1.2.3 填充体性质的影响 |
| 1.2.4 填料与基体界面的影响 |
| 1.2.5 填充体的分散状态 |
| 1.3 复合材料中导热通路的构筑方法 |
| 1.3.1 一维定向导热链结构复合材料的制备方法 |
| 1.3.2 二维定向导热链结构复合材料的制备方法 |
| 1.3.3 三维导热网络结构复合材料的制备方法 |
| 1.4 金刚石/树脂基导热复合材料的研究进展 |
| 1.4.1 金刚石微粉的概述 |
| 1.4.2 金刚石对树脂基复合材料导热性能的增强效果现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 实验材料与研究方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 实验所用材料及化学试剂 |
| 2.3 材料的形貌表征方法 |
| 2.4 材料的组成与结构表征方法 |
| 2.5 金刚石颗粒及其复合材料的性能测试 |
| 第3章 金刚石/树脂基复合材料的结构设计及导热模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 经典导热模型 |
| 3.3 一维定向结构复合材料的结构设计和导热模型 |
| 3.3.1 一维定向金刚石/硅凝胶复合材料的经典模型计算结果 |
| 3.3.2 二阶导热模型的建立 |
| 3.4 层状平行分布结构复合材料的结构设计和导热模型 |
| 3.5 三维双通道结构复合材料的结构设计和导热模型 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 磁性驱动一维定向结构金刚石/硅凝胶复合材料的制备及性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的制备 |
| 4.3 金刚石表面磁性材料的负载 |
| 4.3.1 磁性负载金刚石颗粒的形貌分析 |
| 4.3.2 磁性负载金刚石颗粒的化学态分析 |
| 4.3.3 磁性负载金刚石颗粒的物相分析 |
| 4.3.4 磁性负载金刚石颗粒的磁性能分析 |
| 4.4 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料结构及性能 |
| 4.4.1 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料形貌 |
| 4.4.2 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的导热性能 |
| 4.4.3 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的电阻率特性 |
| 4.4.4 金刚石磁性定向机理 |
| 4.5 磁性定向金刚石/硅凝胶复合材料的导热模型验证 |
| 4.5.1 基于经典模型的计算结果 |
| 4.5.2 基于二阶导热模型的计算结果 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 层状平行分布结构金刚石/硅凝胶复合材料的制备及性能研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 层状平行分布结构金刚石/硅凝胶复合材料的制备 |
| 5.3 层状平行分布结构对复合材料的性能影响 |
| 5.3.1 层状平行分布结构对复合材料的形貌影响 |
| 5.3.2 层状平行分布结构对复合材料热稳定性的影响 |
| 5.3.3 层状平行分布结构对复合材料导热性能的影响 |
| 5.3.4 层状平行分布结构对复合材料介电性能的影响 |
| 5.3.5 层状平行分布结构对复合材料压缩性能的影响 |
| 5.4 层状平行分布结构复合材料的导热模型验证 |
| 5.4.1 基于经典导热模型的计算结果 |
| 5.4.2 基于二阶导热模型的计算结果 |
| 5.5 不同层状平行分布结构复合材料的导热性能预测 |
| 5.5.1 层状平行分布结构复合材料几何模型的建立 |
| 5.5.2 基本假设和边界条件 |
| 5.5.3 层状平行分布结构复合材料的有限元模拟结果 |
| 5.6 不同的层状平行分布结构对复合材料性能的影响 |
| 5.6.1 不同的层状平行分布结构对复合材料形貌的影响 |
| 5.6.2 不同的层状平行分布结构对复合材料热稳定性的影响 |
| 5.6.3 不同的层状平行分布结构对复合材料导热性能的影响 |
| 5.6.4 不同的层状平行分布结构对复合材料介电性能的影响 |
| 5.7 本章小结 |
| 第6章 三维双通道结构金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及性能研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 三维双通道结构金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的制备 |
| 6.3 纳米金刚石和石墨烯的表征 |
| 6.3.1 纳米金刚石和石墨烯的表面形貌 |
| 6.3.2 纳米金刚石和石墨烯的成分分析 |
| 6.4 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料结构及性能分析 |
| 6.4.1 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料形貌及成分分析 |
| 6.4.2 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的导热性能 |
| 6.4.3 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的电导率特性 |
| 6.4.4 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的拉伸性能 |
| 6.4.5 金刚石/石墨烯/环氧树脂复合材料的有限元模拟 |
| 6.5 三维双通道结构密度的调节 |
| 6.5.1 不同密度的三维双通道结构对复合材料形貌及成分的影响 |
| 6.5.2 不同密度的三维双通道结构对复合材料导热性能的影响 |
| 6.5.3 不同密度的三维双通道结构对复合材料电导率特性的影响 |
| 6.5.4 不同密度的三维双通道结构对复合材料拉伸性能的影响 |
| 6.5.5 三维双通道结构复合材料的导热模型验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（8）氢终端金刚石表面氧处理及金刚石场效应晶体管稳定性的研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 金刚石晶体结构 |
| 1.2 金刚石主要性质及应用 |
| 1.2.1 金刚石力学性质及应用 |
| 1.2.2 金刚石光学性质及应用 |
| 1.2.3 金刚石热学性质及应用 |
| 1.2.4 金刚石电学性质及应用 |
| 1.3 人工金刚石合成方法 |
| 1.3.1 热丝化学气相沉积 |
| 1.3.2 直流电弧等离子体喷射化学气相沉积 |
| 1.3.3 微波等离子体化学气相沉积 |
| 1.4 金刚石场效应晶体管研究进展 |
| 1.5 论文选题及主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 实验仪器与表征技术 |
| 2.1 微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)设备 |
| 2.2 磁控溅射设备 |
| 2.3 离子溅射设备 |
| 2.4 紫外臭氧处理设备 |
| 2.5 原子层沉积设备 |
| 2.6 样品表征设备 |
| 2.6.1 光学显微镜 |
| 2.6.2 扫描电子显微镜 |
| 2.6.3 激光拉曼光谱 |
| 2.6.4 X射线光电子能谱 |
| 2.6.5 接触角测量仪 |
| 2.6.6 霍尔效应测试仪 |
| 2.6.7 电学测试设备 |
| 参考文献 |
| 第三章 紫外/臭氧处理氢终端金刚石电学特性及浸润性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.1.1 氢终端表面电导 |
| 3.2 样品制备及测量实验 |
| 3.3 实验结果与分析 |
| 3.3.1 氢终端金刚石表面 |
| 3.3.2 紫外/臭氧处理氢终端金刚石单晶 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 氢终端金刚石金属氧化物半导体场效应晶体管制备及稳定性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.1.1 金属氧化物半导体场效应晶体管基本结构和工作原理 |
| 4.1.2 金属氧化物半导体场效应晶体管工作模式 |
| 4.2 氢终端金刚石金属氧化物半导体场效应晶体管制备 |
| 4.2.1 氢终端金刚石制备 |
| 4.2.2 器件设计制备 |
| 4.2.3 Al_2O_3 栅介质氢终端金刚石MOSFET |
| 4.3 半导体器件性质测量与分析 |
| 4.3.1 传输线法评估欧姆电极接触性能 |
| 4.3.2 氢终端金刚石MOSFET输出特性 |
| 4.3.3 氢终端金刚石MOSFET转移特性 |
| 4.3.4 氢终端金刚石MOSFET跨导 |
| 4.3.5 氢终端金刚石MOSFET空穴迁移率 |
| 4.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 X-射线辐射氢终端金刚石金属-半导体场效应管 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 金属-半导体场效应晶体管工作原理 |
| 5.3 氢终端金刚石金属-半导体场效应晶体管测量 |
| 5.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 作者简介 |
| 科研成果 |
| 致谢 |
（9）SMR全绝缘布拉格反射栅的设计、制备与表征（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 体声波谐振器技术国内外研究现状 |
| 1.2.1 体声波谐振器的基本结构形式 |
| 1.2.2 薄膜体声波谐振器技术主要的研究方向 |
| 1.2.3 薄膜体声波谐振器所用材料的研究 |
| 1.2.4 布拉格反射栅的研究 |
| 1.2.5 体声波谐振器制备工艺的研究 |
| 1.3 本文的主要研究内容和相关工作 |
| 第2章 FBAR压电层模型建立及影响因素分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 FBAR压电层的工作原理 |
| 2.2.1 压电材料的基本方程 |
| 2.2.2 压电薄膜中力学量的化简 |
| 2.2.3 压电薄膜中的声波传输 |
| 2.2.4 压电层的谐振特性 |
| 2.3 FBAR 器件的力学模型设计 |
| 2.3.1 带电极FBAR的阻抗表达式 |
| 2.3.2 带电极FBAR的谐振特性曲线 |
| 2.3.3 FBAR损耗的力学表述 |
| 2.3.4 FBAR的主要指标 |
| 2.4 FBAR器件性能影响因素分析 |
| 2.4.1 不同压电材料的影响 |
| 2.4.2 电极的影响 |
| 2.4.3 谐振面积对FBAR性能的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 FBAR布拉格反射栅的设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 传输线理论模型 |
| 3.2.1 传输线的基本方程 |
| 3.2.2 力学的传输线类比 |
| 3.2.3 Mason等效模型 |
| 3.3 SMR-FBAR的软件模拟 |
| 3.3.1 压电薄膜的模块 |
| 3.3.2 普通声学层的模块 |
| 3.3.3 SMR-FBAR的电路模拟 |
| 3.4 布拉格反射栅的设计 |
| 3.4.1 布拉格反射栅的结构和尺寸的确定 |
| 3.4.2 布拉格反射栅对器件热性能的影响分析 |
| 3.4.3 布拉格反射栅对器件谐振曲线的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 FBAR布拉格反射栅多层结构的制备及表征 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 布拉格反射栅多层结构的制备 |
| 4.2.1 氧化硅薄膜材料的制备 |
| 4.2.2 钨薄膜材料的制备 |
| 4.2.3 非晶碳薄膜材料的制备 |
| 4.2.4 纳米金刚石薄膜材料的制备 |
| 4.2.5 多层薄膜结构的制备 |
| 4.3 布拉格反射栅多层结构的性能研究 |
| 4.3.1 布拉格反射栅高声阻抗层表面形貌表征 |
| 4.3.2 布拉格反射栅高声阻抗层晶态结构测试 |
| 4.3.3 布拉格反射栅高声阻抗层力学性能表征 |
| 4.3.4 薄膜密度测试 |
| 4.3.5 多层薄膜结构的热稳定性研究 |
| 4.4 实验结果与仿真的对比分析 |
| 4.4.1 布拉格布拉格反射栅结构的影响 |
| 4.4.2 不同高声阻抗材料的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（10）单晶式多晶体纳米金刚石复合表面电学性质研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 研究现状及存在问题 |
| 1.2.1 纳米金刚石薄膜实验制备研究现状 |
| 1.2.2 纳米金刚石薄膜电学性能研究现状 |
| 1.2.3 纳米金刚石薄膜光学研究现状 |
| 1.3 纳米金刚石复合薄膜的制备及表征 |
| 1.3.1 热丝CVD 方法和电子辅助热丝CVD 法（EACVD） |
| 1.3.2 直流辉光 CVD 法 |
| 1.3.3 直流等离子体喷射 CVD 法 |
| 1.3.4 微波 PCVD 法（MPCVD） |
| 1.3.5 纳米金刚石薄膜表征 |
| 1.4 课题研究的目的与意义 |
| 2 理论基础 |
| 2.1 第一性原理方法 |
| 2.2 BornOppenheimer 近似 |
| 2.3 密度泛函理论（DFT） |
| 2.3.1 HohenbergKohn 定理 |
| 2.3.2 KohnSham 近似 |
| 2.3.3 自洽KohnSham 方程 |
| 2.3.4 交互关联函数近似 |
| 2.4 光学性质的理论基础 |
| 2.5 计算所使用的软件（VASP） |
| 3 研究方法的验证 |
| 3.1 计算方法和模型 |
| 3.2 结构模型优化 |
| 3.3 电子结构 |
| 3.4 光学性质 |
| 3.5 小结 |
| 4 单晶式多晶体纳米金刚石薄膜的电子特性 |
| 4.1 不同晶粒尺寸的金刚石薄膜的电子特性 |
| 4.1.1 模型的建立 |
| 4.1.2 计算结果与讨论 |
| 4.1.3 小结 |
| 4.2 不同晶粒尺寸金刚石中的Si 界面的电子特性 |
| 4.2.1 模型的建立 |
| 4.2.2 计算结果与讨论 |
| 4.2.3 小结 |
| 4.3 不同晶粒尺寸金刚石中的P 界面的电子特性 |
| 4.3.1 模型的建立 |
| 4.3.2 计算结果与讨论 |
| 4.3.3 小结 |
| 4.4 不同晶粒尺寸金刚石中的B 界面的电子特性 |
| 4.4.1 模型的建立 |
| 4.4.2 计算结果与讨论 |
| 4.4.3 小结 |
| 4.5 本章总结 |
| 5 全文工作总结及展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 索引 |
| 图的列表 |
| 表格列表 |
| 在学研究成果 |
| 致谢 |
四、常规与纳米金刚石薄膜介电性能的比较（论文参考文献）
- [1]铝合金表面液相电沉积DLC薄膜工艺及性能研究[D]. 马敏. 西安科技大学, 2021
- [2]掺硼金刚石薄膜电极表面修饰及其盐度传感研究[D]. 史丹. 中国科学技术大学, 2021(09)
- [3]金刚石基薄膜材料的CO2电化学还原性能研究[D]. 程相岩. 西南科技大学, 2021(08)
- [4]量子微波磁场探测与成像系统及其应用研究[D]. 杨博. 南京邮电大学, 2019(03)
- [5]金刚石表面状态控制及应用基础研究[D]. 郑宇亭. 北京科技大学, 2021
- [6]GaN基金刚石散热层的制备及其性能研究[D]. 贾鑫. 北京科技大学, 2020(02)
- [7]金刚石颗粒/树脂基复合材料的制备与导热性能研究[D]. 孙明琪. 哈尔滨工业大学, 2020(02)
- [8]氢终端金刚石表面氧处理及金刚石场效应晶体管稳定性的研究[D]. 杨名超. 吉林大学, 2020(01)
- [9]SMR全绝缘布拉格反射栅的设计、制备与表征[D]. 鄂羽佳. 哈尔滨工业大学, 2019(01)
- [10]单晶式多晶体纳米金刚石复合表面电学性质研究[D]. 陆峰. 内蒙古科技大学, 2014(02)