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第1章 金刚石的结构与主要性质1

1．1 碳的原子结构和金刚石的能带结构1

1．1．1 碳的原子结构1

1．1．2 金刚石的能带结构6

1．2 金刚石的晶体形态和分类7

1．3 金刚石的化学组成11

1．4 金刚石的化学性质14

1．5 金刚石的物理性质、解理与硬度15

第2章 化学气相觉积金刚石膜的机理和表征22

2．1 金刚石膜制备的发展概况22

2．2 低压化学气相沉积金刚石膜的一般条件33

2．3 低压化学气相沉积金刚石膜的生长机理和模型34

2．3．1 金刚石形核34

2．3．2 亚稳态生长35

2．3．3 金刚石的生长模型36

2．4 CVD系统中等离子的性质37

2．5 CVD金刚石膜的反应路径和相图41

2．6 金刚石膜的常用表征方法45

2．6．1 金刚石薄膜结构的表征方法45

2．6．2 薄膜成分的表征方法53

第3章 微波等离子体CVD系统与微波场型设计61

3．1 系统的组成及工作原理61

3．2 高稳定度微波源64

3．3 微波反应腔场型设计与模式转换器的工作原理66

3．3．1 微波反应腔场型设计66

3．3．2 微波模式转换器的工作原理68

3．3．3 TE11模式的产生与抑制71

3．4 光纤光谱仪联机检测72

3．4．1 实验装置基本组成73

3．4．2 测量原理74

第4章 基片加热材料的温度场型及建模77

4．1 微波等离子体区的均匀填充模型79

4．2 微波等离子体区的非均匀填充模型83

4．3 均匀介质基片加热材料加热区的温度场模型89

4．4 介质材料温度场的摄动模型93

4．5 基片加热材料的设计与优化97

4．6 优化后的基片加热材料中的温度场分析107

4．7 数值计算与仿真程序110

第5章 谐振腔式MPCVD金刚石膜的制备118

5．1 MPCVD金刚石膜的工艺优化119

5．1．1 基片表面处理的作用119

5．1．2 气源系统的影响123

5．1．3 沉积气压的影响125

5．1．4 基片位置的影响126

5．2 高取向（100）金刚石膜的制备129

5．2．1 三种单晶金刚石的形貌及相互转化129

5．2．2 气相反应基团的光纤光谱在线检测131

5．2．3 高取向100）金刚石膜的制备133

5．3 透明金刚石膜的制备145

5．3．1 透明金刚石膜的光学性质估算146

5．3．2 透明金刚石膜的制备148

第6章 金刚石薄膜应用的关键问题与展望153

6．1 当前金刚石膜产业化中要解决的重要技术154

6．1．1 高速大面积的金刚石膜沉积工艺技术154

6．1．2 控制金刚石膜的晶界密度和缺陷密度155

6．1．3 金刚石膜中的N型掺杂155

6．1．4 控制金刚石膜的成核和生长过程155

6．1．5 金刚石膜的低温生长156

6．1．6 与应用密切相关的技术156

6．2 展望160

附录A1 式（4-11）的推导162

附录A2 式（4-44）的推导168

附录A3 参数摄动技术简介172

主要参考文献183