如何以化学气相沉积法制作金刚石?

化学气相沉积(CVD)可产生纯度高、效能好的固态材料。先将一颗作为「核心」的小金刚石放入真空环境 去除杂质,注入摄氏 3,000 度的高温气体–甲烷及氢气,这些高温气体会裂解生成带电荷离子体,而从甲烷裂解物中释放出碳原子。碳离子会沉积在金刚石表面,并且复制原来放进去的它的结构继续成长,速度生长是每小时 0.006 公厘,可以在几天内生长出一颗 1 克拉金刚石。化学气相沉积法可以用以制造钻石的发现,有效提升了金刚石产量以及应用性。

制程气体

化学气相法沉积金刚石薄膜的制程气体,大多由甲烷、氢气和氩气,以特定比例混合而成。其中最常用的是1%甲烷及99%氢气的混合气体,而氩气常用来稀释气体。

常见基底

作为气象沉积法的常见基底如硅、金属、金属化合物;当前驱物蒸气接触到基底,就有可能发生不同变化,如沉积、分解等反应产生欲合成附着在基底上,这些分子持续地累积,便能得到我们想要的材料。

化学气相沉积法﹙CVD﹚的优点

  1. 前期设备成本较低
  2. 培育出的金刚石克拉数更高
  3. 培育出的金刚石净度较高
  4. 培育出的金刚石不含金属内含物

化学气相沉积法最大的优点,在于可以沉积在各种不同的基板上,而且成长条件不如高温高压法严峻,因此金刚石成品拿来应用是很好的选择。另外,可以透过不同的参数长出各式各样的金刚石,依不同的大小可区分为:微米金刚石、奈米金刚石、超奈米金刚石等。

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