合成金刚石晶体缺陷的同步辐射白光形貌学研究

论文摘要

本文采用同步辐射白光貌相术的方法,对四组采用不同生长条件合成的金刚石晶体进行了研究。分析了晶体的生长过程,探求了降低晶体缺陷的方法,提出了晶矢在同步辐射白光衍衬像中方向的计算方法。通过对合成金刚石同步辐射形貌像的分析,发现同种生长条件合成的金刚石晶体缺陷特征具有相似性,而不同生长条件合成的金刚石晶体缺陷则具有较大的差异。分析了四组样品晶体缺陷的空间走向。位错线的分布特征为,A组样品中位错线主要沿<110>和<100>方向生长,B组和D组样品中的位错线分别沿<110>和<100>方向生长。A组样品中存在有平行于{111}的层错。生长带的分布特征为,A组样品中生长带平行于{110}和{100},B组样品中生长带平行于{111},C组和D组样品中生长带分别平行于{110}和{100}。A组和D组样品位错线与生长带相垂直,B组样品生长带与位错线不垂直。通过对晶体缺陷的分析和计算,可以得出四组样品的生长过程。A组样品沿{110}和{100}生长,B组样品沿{111}生长,C组样品沿{110}生长,D组样品沿{100}生长。在A组合成金刚石中存在的位错线主要起源于晶体的籽晶表面,说明籽晶表面存在较多的缺陷。因此,籽晶表面存在的缺陷是A组合成金刚石晶体内形成位错的主要原因。晶体内部存在一些缺陷,表明在晶体生长的过程中有杂质的掺入或生长条件发生了波动。通过减少籽晶表面的缺陷,保持生长条件的稳定,能够有效地降低合成金刚石晶体中缺陷的密度,提高合成金刚石晶体的完整性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 选题背景及意义
• 1.2 同步辐射的工作原理及特点
• 1.3 同步辐射貌相术研究晶体缺陷的注意事项
• 1.4 国内外的研究现状
• 1.4.1 金刚石的研究现状
• 1.4.2 同步辐射的发展与研究现状
• 1.5 本章小结
• 第2章 实验样品、方法及分析原理
• 2.1 实验样品
• 2.2 实验方法
• 2.2.1 实验设备
• 2.2.2 实验过程
• 2.3 实验分析原理
• 2.3.1 指数标定
• 2.3.2 确定晶轴空间取向
• 2.3.3 确定斑点的投射方向与晶轴的夹角
• 2.3.4 晶体中某矢量在斑点上的方向的确定
• 2.3.5 缺陷空间走向的确定
• 2.4 本章小结
• 第3章 实验结果分析及讨论
• 3.1 衍射形貌像的分析
• 3.2 实验结果的预处理
• 3.2.1 晶面指数标定的结果
• 3.2.2 晶轴空间取向的计算结果
• 3.2.3 衍射斑点的投射方向与晶轴夹角的计算结果
• 3.2.4 晶轴在衍射斑点上的方向的计算结果
• 3.3 线缺陷的计算
• 3.4 面缺陷的计算
• 3.5 体缺陷的计算
• 3.6 误差分析
• 3.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
• 致谢
• 作者简介