低压气相金刚石中杂质成分、赋存状态和晶体缺陷研究

采用直流弧光放电等离子体化学气相法制备低压气相金刚石，碳源气体是甲烷（CH4），氢气作稀释剂，氩气作保护气体，（100）晶向N型半导体单晶硅片做基底，实验条件：甲烷浓度0.5-2%，气体总流量1100－1800ml/min，反应压力（2－4）×10（4）Pa，用化学处理法除去硅基底，得到无支撑的金刚石膜片，研究其杂质和缺陷，用红外光谱标准透射法测得其红外透过率约50％，含微量氢和氮杂质，氢和氮分别以C-H（2924cm(-1),C=N(1650cm(-1)左右）形式存在，顺磁共振分析发现有电子心（缺陷）存在，自旋浓度为（4.30-4.77)×10(18)cm(-3)。高分辨率透射电镜研究观察到低压金刚石的生长位缺陷及内部微细结构。本研究认识低压气相金刚石的矿物学规律及其在高技术领域中的应用具有一定的意义。