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添加Fe(C5H5)2合成氢掺杂金刚石大单晶及其表征

房超 贾晓鹏 陈宁 周振翔 李亚东 李勇 马红安

添加Fe(C5H5)2合成氢掺杂金刚石大单晶及其表征

房超, 贾晓鹏, 陈宁, 周振翔, 李亚东, 李勇, 马红安
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  • 在Ni70Mn25Co5-C体系中添加含氢化合物Fe(C5H5)2作为新型氢源, 利用温度梯度法, 在压力为5.5-6.0 GPa、温度为1280-1400 ℃的条件下, 成功合成出氢掺杂的宝石级金刚石大单晶. 通过傅里叶显微红外光谱发现, 随着Fe(C5H5)2添加量的增加, 合成晶体中与氢相关的对应于sp3杂化C-H键的对称伸缩振动和反对称伸缩振动的红外特征峰2850和2920 cm-1逐渐增强, 而晶体中氮含量却逐渐减少. 通过合成晶体的拉曼光谱分析发现, 金刚石的拉曼峰伴随Fe(C5H5)2的添加向高频偏移, 这表明氢的进入在金刚石内部产生了压应力. 观察扫描电子显微镜图像发现, 在低含量Fe(C5H5)2添加时晶体表面平滑, 而高含量添加时晶体表面缺陷增多, 且呈现出气孔状. 使用新的添加剂Fe(C5H5)2作为氢源, 合成出含氢宝石级金刚石单晶, 丰富了金刚石单晶中对氢的研究内容, 也可为理解天然金刚石的形成机理提供帮助.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51172089)、贵州省教育厅自然科学基金重点项目(批准号:KY[2013]183)、铜仁学院科研项目(批准号:trxyS1415)和吉林大学研究生创新基金项目(批准号:2014007)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-12-24
  • 修回日期:  2015-01-21
  • 刊出日期:  2015-06-20

添加Fe(C5H5)2合成氢掺杂金刚石大单晶及其表征

  • 1. 吉林大学, 超硬材料国家重点实验室, 长春 130012;
  • 2. 铜仁学院, 铜仁 554300
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51172089)、贵州省教育厅自然科学基金重点项目(批准号:KY[2013]183)、铜仁学院科研项目(批准号:trxyS1415)和吉林大学研究生创新基金项目(批准号:2014007)资助的课题.

摘要: 在Ni70Mn25Co5-C体系中添加含氢化合物Fe(C5H5)2作为新型氢源, 利用温度梯度法, 在压力为5.5-6.0 GPa、温度为1280-1400 ℃的条件下, 成功合成出氢掺杂的宝石级金刚石大单晶. 通过傅里叶显微红外光谱发现, 随着Fe(C5H5)2添加量的增加, 合成晶体中与氢相关的对应于sp3杂化C-H键的对称伸缩振动和反对称伸缩振动的红外特征峰2850和2920 cm-1逐渐增强, 而晶体中氮含量却逐渐减少. 通过合成晶体的拉曼光谱分析发现, 金刚石的拉曼峰伴随Fe(C5H5)2的添加向高频偏移, 这表明氢的进入在金刚石内部产生了压应力. 观察扫描电子显微镜图像发现, 在低含量Fe(C5H5)2添加时晶体表面平滑, 而高含量添加时晶体表面缺陷增多, 且呈现出气孔状. 使用新的添加剂Fe(C5H5)2作为氢源, 合成出含氢宝石级金刚石单晶, 丰富了金刚石单晶中对氢的研究内容, 也可为理解天然金刚石的形成机理提供帮助.

English Abstract

参考文献 (28)

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