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实验尝试通过分别在多晶金刚石和单晶金刚石的基底上使用等离子体增强化

简介: 实验尝试通过分别在多晶金刚石和单晶金刚石的基底上使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来获得新型碳同素异形体,即T-碳。

本文要点:通过等离子体增强化学气相沉积(PECVD)在多晶立方金刚石和高温高压(HTHP)单晶立方金刚石的基底实验中获得T-碳相。

成果简介 本文中国科学院大学材料科学与光电技术学院陈广超教授与苏刚教授(共同通讯作者)在Carbon期刊发表名为“Preparation of T-carbon by plasma enhanced chemical vapor deposition”的论文。

实验尝试通过分别在多晶金刚石和单晶金刚石的基底上使用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)来获得新型碳同素异形体,即T-碳。

我们测量的新型碳的X射线衍射,拉曼光谱和红外光谱与T-碳的计算结果非常吻合,晶格参数与T和碳的计算结果以及高分辨率电子显微镜相吻合脉冲激光辐照改性碳多壁纳米管而合成的碳纳米线表明,可以在我们的样品中鉴定出T碳。

图4、SEM图像和TEM衍射图,以及新型碳的EELS图6、新型碳纳米管的红外光谱。

讨论与小结 通过在适当的环境压力下利用PECVD方法,在多晶立方金刚石的基底或HTHP单晶立方金刚石的基底上生长了棒状(或结合在一起的棒束)碳。

我们发现XRD的峰值分别在2θ≈20.94°,33.31°,39.25°和61.35°处,以及拉曼模式在波数1802、1504、689和585 cm -1处出现与T-碳的模拟结果非常吻合。

特别是,新型碳的FT-IR结果与T-碳的吸收特性非常吻合。

利用这些实验证据,我们可以得出结论,在多晶立方金刚石的基底上生长的棒状碳和在单晶立方金刚石的基底上生长的结合在一起的杆束可能包含T-碳相。

在通过PECVD方法在金刚石基底上制备T-碳时,增强等离子体环境中的碳原子试图沉积在金刚石基底上。

,而在金刚石基板是约1000℃,等离子体气体中的热的碳原子数为倾斜向上移动,和冷碳原子向下移动以沉积到衬底上,这是受到向上冲击沉积过程中从移动的热碳原子中吸收的碳,等效地经历了负压的情况,同时,由于金刚石基底和sp 3的立方结构 杂交特性,这些结合因素一起可能导致T-碳的形成。

PECVD法作为一种实用技术被应用于T-碳的生长,表明T-碳也可能通过高通量实验技术获得,其大规模生产应该是可行的。


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