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温度对Ib型和IIa型金刚石大单晶(100)表面特征的影响

张贺 李尚升 宿太超 胡美华 周佑默 樊浩天 龚春生 贾晓鹏 马红安 肖宏宇

温度对Ib型和IIa型金刚石大单晶(100)表面特征的影响

张贺, 李尚升, 宿太超, 胡美华, 周佑默, 樊浩天, 龚春生, 贾晓鹏, 马红安, 肖宏宇
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  • 本文在5.6 GPa, 12501340 ℃的条件下, 利用温度梯度法, 以FeNiMnCo 合金为触媒, 沿籽晶的(100)晶面成功合成了不同晶形的优质Ib型和IIa型金刚石大单晶. 利用激光拉曼附件显微镜, 分别对上述不同温度下合成的两类金刚石样品上表面(100)面的中心区域及棱角区域进行观察分析. 研究发现, Ib型和IIa型金刚石大单晶(100)晶面上从中心到棱角处黑色纹路的分布逐渐变黑变密集; 另外, 随着金刚石合成温度的升高, Ib型金刚石大单晶(100)面上黑色纹路由稀疏逐渐变稠密, 而IIa型金刚石大单晶的黑色纹路较为稀疏; Ib型金刚石大单晶的形貌特征表现为从低温晶体的不规则分布过渡到中温、高温晶体的典型树枝状分布. IIa型金刚石大单晶(100)面特征随温度变化规律与Ib型的类似. 这两类金刚石大单晶表面特征的差异可能是由于IIa 型金刚石具有比Ib型更小的生长速度和更少的氮含量. 最后, 对两类塔状金刚石大单晶进行拉曼光谱测试分析, 结果表明IIa型金刚石大单晶的品质较Ib型金刚石大单晶好.
      通信作者: 李尚升, lishsh@hpu.edu.cn
    • 基金项目: 吉林大学超硬材料国家重点实验室开放课题(批准号: 201203)、河南省教育厅重点资助(批准号: 12A430010, 13A140792)、 河南省高等学校矿业工程材料重点学科开放实验室开放基金(批准号: KLMEM2014-15)和河南理工大学创新型科研团队支持计划(批准号: T2013-4)资助的课题.
    [1]

    Sumiya H, Toda N, Satoh S 1971 J. Phys. Chem. 75 1838

    [2]

    Strong H M, Chrenko R M 1971 J. Phys. Chem. 75 1838

    [3]

    Sumiya H, Toda N, Satoh S 2002 Journal of Crystal Growth 237-239 1281

    [4]

    Sumiya H, Toda N, Nishibayashi Y, Satoh S 1997 Journal of Crystal Growth 178 485

    [5]

    Li Y, Jia X P, Shi W, Leng S L, Ma H A, Sun S S, Wang F b, Chen N, Long Y 2014 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 43 147

    [6]

    Li S S, Ma H A, Li X L, Su T C, Huang G F, Li Y, Jia X P 2011 Chin. Phys. B 20 028103

    [7]

    Hu M H, Li S S, Ma H A, Su T C, Li X L, Hu Q, Jia X P 2012 Chin. Phys. B 21 098101

    [8]

    Li S S, Li X L, Ma H A, Su T C, Xiao H Y, Huang G F, Li Y, Zhang Y S, Jia X P 2011 Chin. Phys. Lett. 28 068101

    [9]

    Qin J M, Zhang Y, Cao J M, Tian L F 2011 Acta Phys. Sin. 60 058102(in Chinese) [秦杰明, 张莹, 曹建明, 田立飞 2011 物理学报 60 058102]

    [10]

    Liang Z Z, Liang J Q, Zheng N, Jia X P, Li G J 2009 Acta Phys. Sin. 58 8039(in Chinese) [梁中翥, 梁静秋, 郑娜, 贾晓鹏, 李桂菊 2009 物理学报 58 8039]

    [11]

    Yang Z J, Li H Z, Zhou Y Z, Wang X Y, Luo F 2015 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 48 61

    [12]

    Hu M H, Bi N, Li S S, Su T C, Hu Q, Jia X P, Ma H A 2015 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 48 61

    [13]

    Yan B M, Jia X P, Sun S S, Zhou Z X, Chao F, Chen N, Li Y D, Li Y, Ma H A, Wang F b, Chen N, Long Y 2015 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 48 56

    [14]

    Xiao H Y, Li S S, Qin Y K, Liang Z Z, Zhang Y S, Zhang D M, Zhang Y S 2014 Acta Phys. Sin. 63 198101(in Chinese) [肖宏宇, 李尚升, 秦玉琨, 梁中翥, 张永胜, 张冬梅, 张义顺 2014 物理学报 63 198101]

    [15]

    Kanda H, Ohsawa, T, Fukunaga, O, Sunagawa, I 1989 Journal of Crystal Growth 94 115

    [16]

    Kanda H, Ohsawa T 1996 Diamond and Related Materials 5 8

    [17]

    Zang C Y, Huang G F, Ma H A, Jia X P 2007 Chin. Phys. Lett. 24 2991

    [18]

    Zang C Y, Chen K, Hu Q, Huang G F, Chen X Z, Jia X P 2009 Journal of Synthetic Crystals 38 677(in Chinese) [臧传义, 陈奎, 胡强, 黄国锋, 陈孝洲, 贾晓鹏 2009 人工晶体学报 38 677]

  • [1]

    Sumiya H, Toda N, Satoh S 1971 J. Phys. Chem. 75 1838

    [2]

    Strong H M, Chrenko R M 1971 J. Phys. Chem. 75 1838

    [3]

    Sumiya H, Toda N, Satoh S 2002 Journal of Crystal Growth 237-239 1281

    [4]

    Sumiya H, Toda N, Nishibayashi Y, Satoh S 1997 Journal of Crystal Growth 178 485

    [5]

    Li Y, Jia X P, Shi W, Leng S L, Ma H A, Sun S S, Wang F b, Chen N, Long Y 2014 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 43 147

    [6]

    Li S S, Ma H A, Li X L, Su T C, Huang G F, Li Y, Jia X P 2011 Chin. Phys. B 20 028103

    [7]

    Hu M H, Li S S, Ma H A, Su T C, Li X L, Hu Q, Jia X P 2012 Chin. Phys. B 21 098101

    [8]

    Li S S, Li X L, Ma H A, Su T C, Xiao H Y, Huang G F, Li Y, Zhang Y S, Jia X P 2011 Chin. Phys. Lett. 28 068101

    [9]

    Qin J M, Zhang Y, Cao J M, Tian L F 2011 Acta Phys. Sin. 60 058102(in Chinese) [秦杰明, 张莹, 曹建明, 田立飞 2011 物理学报 60 058102]

    [10]

    Liang Z Z, Liang J Q, Zheng N, Jia X P, Li G J 2009 Acta Phys. Sin. 58 8039(in Chinese) [梁中翥, 梁静秋, 郑娜, 贾晓鹏, 李桂菊 2009 物理学报 58 8039]

    [11]

    Yang Z J, Li H Z, Zhou Y Z, Wang X Y, Luo F 2015 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 48 61

    [12]

    Hu M H, Bi N, Li S S, Su T C, Hu Q, Jia X P, Ma H A 2015 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 48 61

    [13]

    Yan B M, Jia X P, Sun S S, Zhou Z X, Chao F, Chen N, Li Y D, Li Y, Ma H A, Wang F b, Chen N, Long Y 2015 In. Journal of Refractory Metals and Hard Materials 48 56

    [14]

    Xiao H Y, Li S S, Qin Y K, Liang Z Z, Zhang Y S, Zhang D M, Zhang Y S 2014 Acta Phys. Sin. 63 198101(in Chinese) [肖宏宇, 李尚升, 秦玉琨, 梁中翥, 张永胜, 张冬梅, 张义顺 2014 物理学报 63 198101]

    [15]

    Kanda H, Ohsawa, T, Fukunaga, O, Sunagawa, I 1989 Journal of Crystal Growth 94 115

    [16]

    Kanda H, Ohsawa T 1996 Diamond and Related Materials 5 8

    [17]

    Zang C Y, Huang G F, Ma H A, Jia X P 2007 Chin. Phys. Lett. 24 2991

    [18]

    Zang C Y, Chen K, Hu Q, Huang G F, Chen X Z, Jia X P 2009 Journal of Synthetic Crystals 38 677(in Chinese) [臧传义, 陈奎, 胡强, 黄国锋, 陈孝洲, 贾晓鹏 2009 人工晶体学报 38 677]

  • [1] 曾雄辉, 赵广军, 徐 军. 温度梯度法生长的Ce: YAlOZr3高温闪烁晶体的光谱分析. 物理学报, 2004, 53(6): 1935-1939. doi: 10.7498/aps.53.1935
    [2] 王君卓, 李尚升, 宿太超, 胡美华, 胡强, 吴玉敏, 王健康, 韩飞, 于昆鹏, 高广进, 郭明明, 贾晓鹏, 马红安, 肖宏宇. Ib型金刚石大单晶的限形生长. 物理学报, 2018, 67(16): 168101. doi: 10.7498/aps.67.20180356
    [3] 徐 军, 李红军, 王静雅, 赵广军, 赵志伟, 姜本学. 温度梯度法生长Nd:YAG激光晶体的核心分布. 物理学报, 2007, 56(2): 1014-1019. doi: 10.7498/aps.56.1014
    [4] 肖宏宇, 苏剑峰, 张永胜, 鲍志刚. 温度梯度法宝石级金刚石的合成及表征. 物理学报, 2012, 61(24): 248101. doi: 10.7498/aps.61.248101
    [5] 肖宏宇, 秦玉琨, 隋永明, 梁中翥, 刘利娜, 张永胜. 合成腔体尺寸对Ib型六面体金刚石单晶生长的影响. 物理学报, 2016, 65(7): 070705. doi: 10.7498/aps.65.070705
    [6] 胡美华, 毕宁, 李尚升, 宿太超, 李小雷, 胡强, 贾晓鹏, 马红安. 国产六面顶压机多晶种法合成宝石级金刚石单晶. 物理学报, 2013, 62(18): 188103. doi: 10.7498/aps.62.188103
    [7] 房超, 贾晓鹏, 颜丙敏, 陈宁, 李亚东, 陈良超, 郭龙锁, 马红安. 高温高压下氮氢协同掺杂对{100}晶面生长宝石级金刚石的影响. 物理学报, 2015, 64(22): 228101. doi: 10.7498/aps.64.228101
    [8] 白 莹, 莫育俊, 兰燕娜. 拉曼光谱法计算多孔硅样品的温度. 物理学报, 2005, 54(10): 4654-4658. doi: 10.7498/aps.54.4654
    [9] 尤静林, 周文平, 万松明, 张 霞, 张庆礼, 孙敦陆, 仇怀利, 殷绍唐. PbMoO4晶体生长基元和生长习性的高温拉曼光谱研究. 物理学报, 2008, 57(11): 7305-7309. doi: 10.7498/aps.57.7305
    [10] 郭新勇, 杜祖亮, 丁 佩, 梁二军, 张红瑞, 刘一真, 刘 慧. “锥形嵌套"结构CNx纳米管的生长机理及拉曼光谱研究. 物理学报, 2003, 52(1): 237-241. doi: 10.7498/aps.52.237
    [11] 祝世宁, 孙敦陆, 仇怀利, 张连瀚, 王爱华, 殷绍唐, 杭 寅. 化学计量比LiNbO3晶体的激光显微拉曼光谱研究. 物理学报, 2004, 53(7): 2270-2274. doi: 10.7498/aps.53.2270
    [12] 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. 物理学报, 2015, 64(12): 128101. doi: 10.7498/aps.64.128101
    [13] 周海亮, 顾庆天, 张清华, 刘宝安, 朱丽丽, 张立松, 张芳, 许心光, 王正平, 孙洵, 赵显. NH4H2PO4和ND4D2PO4晶体微结构的拉曼光谱研究. 物理学报, 2015, 64(19): 197801. doi: 10.7498/aps.64.197801
    [14] 侯碧辉, 菅彦珍, 钟任斌, 傅佩珍, 汪力, 王雅丽, 张尔攀. PbB4O7 晶体的太赫兹光谱和软光学声子. 物理学报, 2010, 59(7): 4640-4645. doi: 10.7498/aps.59.4640
    [15] 张季, 王迪, 张德明, 张庆礼, 万松明, 孙敦陆, 殷绍唐. BaBPO5晶体晶格振动光谱研究与第一性原理计算. 物理学报, 2013, 62(3): 037802. doi: 10.7498/aps.62.037802
    [16] 张燕辉, 陈平平, 李天信, 殷豪. GaAs(001)衬底上分子束外延生长InNSb单晶薄膜. 物理学报, 2010, 59(11): 8026-8030. doi: 10.7498/aps.59.8026
    [17] 张守忠, 杜 健, 马培宁, 杨武保, 范松华, 张谷令. 非平衡磁控溅射法类金刚石薄膜的制备及分析. 物理学报, 2005, 54(10): 4944-4948. doi: 10.7498/aps.54.4944
    [18] 王 静, 刘贵昌, 汲大鹏, 徐 军, 邓新禄. 铜上采用过渡层沉积类金刚石薄膜的研究. 物理学报, 2006, 55(7): 3748-3755. doi: 10.7498/aps.55.3748
    [19] 周密, 李占龙, 陆国会, 李东飞, 孙成林, 高淑琴, 里佐威. 高压拉曼光谱方法研究联苯分子费米共振. 物理学报, 2011, 60(5): 050702. doi: 10.7498/aps.60.050702
    [20] 张莉, 郑海洋, 王颖萍, 丁蕾, 方黎. 远距离探测拉曼光谱特性. 物理学报, 2016, 65(5): 054206. doi: 10.7498/aps.65.054206
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-05-08
  • 修回日期:  2015-06-23
  • 刊出日期:  2015-10-05

温度对Ib型和IIa型金刚石大单晶(100)表面特征的影响

  • 1. 河南理工大学材料科学与工程学院, 环境友好型无机材料河南省高校重点实验室培育基地, 焦作 454000;
  • 2. 吉林大学超硬材料国家重点实验室, 长春 130022;
  • 3. 洛阳理工学院数学与物理教学部, 洛阳 471023
  • 通信作者: 李尚升, lishsh@hpu.edu.cn
    基金项目: 

    吉林大学超硬材料国家重点实验室开放课题(批准号: 201203)、河南省教育厅重点资助(批准号: 12A430010, 13A140792)、 河南省高等学校矿业工程材料重点学科开放实验室开放基金(批准号: KLMEM2014-15)和河南理工大学创新型科研团队支持计划(批准号: T2013-4)资助的课题.

摘要: 本文在5.6 GPa, 12501340 ℃的条件下, 利用温度梯度法, 以FeNiMnCo 合金为触媒, 沿籽晶的(100)晶面成功合成了不同晶形的优质Ib型和IIa型金刚石大单晶. 利用激光拉曼附件显微镜, 分别对上述不同温度下合成的两类金刚石样品上表面(100)面的中心区域及棱角区域进行观察分析. 研究发现, Ib型和IIa型金刚石大单晶(100)晶面上从中心到棱角处黑色纹路的分布逐渐变黑变密集; 另外, 随着金刚石合成温度的升高, Ib型金刚石大单晶(100)面上黑色纹路由稀疏逐渐变稠密, 而IIa型金刚石大单晶的黑色纹路较为稀疏; Ib型金刚石大单晶的形貌特征表现为从低温晶体的不规则分布过渡到中温、高温晶体的典型树枝状分布. IIa型金刚石大单晶(100)面特征随温度变化规律与Ib型的类似. 这两类金刚石大单晶表面特征的差异可能是由于IIa 型金刚石具有比Ib型更小的生长速度和更少的氮含量. 最后, 对两类塔状金刚石大单晶进行拉曼光谱测试分析, 结果表明IIa型金刚石大单晶的品质较Ib型金刚石大单晶好.

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