| 摘要 | 第1-6页 |
| Abstract | 第6-9页 |
| 目录 | 第9-14页 |
| 第1章 前言 | 第14-18页 |
| ·研究背景 | 第14-15页 |
| ·研究目的和主要内容 | 第15-18页 |
| 第2章 文献综述—纳米金刚石膜制备方法和金刚石膜发光器件研究进展 | 第18-50页 |
| ·CVD纳米金刚石膜 | 第18-25页 |
| ·什么是纳米金刚石膜 | 第18-20页 |
| ·纳米金刚石膜的特性 | 第20-21页 |
| ·纳米金刚石膜的应用前景 | 第21-22页 |
| ·纳米金刚石膜的生长设备 | 第22-25页 |
| ·CVD纳米金刚石膜制备方法研究进展 | 第25-31页 |
| ·富Ar、N_2气氛法 | 第25-29页 |
| ·富碳(CH_4,CCl_4)气氛法 | 第29-30页 |
| ·低反应压强法生长纳米金刚石膜 | 第30-31页 |
| ·衬底偏压法生长纳米金刚石膜 | 第31页 |
| ·CVD金刚石膜中的发光中心 | 第31-34页 |
| ·紫外区发光中心 | 第32页 |
| ·可见区发光中心 | 第32-34页 |
| ·CVD金刚石膜的电致发光研究进展 | 第34-48页 |
| ·金刚石p-n结 | 第35-39页 |
| ·金刚石p-i-n结 | 第39-42页 |
| ·金刚石p-i-p结 | 第42-43页 |
| ·金刚石Schottky结 | 第43-45页 |
| ·有绝缘层的金刚石EL结构 | 第45-46页 |
| ·金刚石异质结LED | 第46-47页 |
| ·硅基金刚石发光结构 | 第47-48页 |
| ·本章总结 | 第48-50页 |
| 第3章设 备与工艺、纳米金刚石膜性能表征及其电致发光器件制备和测试方法 | 第50-67页 |
| ·纳米金刚石膜生长设备与工艺 | 第50-60页 |
| ·PECVD薄膜沉积系统 | 第50-51页 |
| ·HFCVD薄膜沉积系统 | 第51-54页 |
| ·纳米金刚石膜合成的关键步骤 | 第54-55页 |
| ·衬底及其预处理 | 第55-56页 |
| ·PECVD工艺 | 第56-58页 |
| ·HFCVD工艺 | 第58-60页 |
| ·快速热处理(RTP) | 第60-61页 |
| ·纳米金刚石膜的氧化和氢化处理 | 第61-62页 |
| ·氧化工艺与参数 | 第61页 |
| ·氢化工艺与参数 | 第61-62页 |
| ·电致发光器件制备 | 第62-64页 |
| ·EBE制备SiO_x绝缘层 | 第62页 |
| ·电极制备 | 第62-63页 |
| ·磁控溅射和EBE设备 | 第63-64页 |
| ·纳米金刚石膜性能分析方法 | 第64-67页 |
| ·结构特性分析技术 | 第64-65页 |
| ·功能特性分析技术 | 第65-67页 |
| 第4章 PECVD系统低温低压法生长纳米金刚石薄膜 | 第67-88页 |
| ·引言 | 第67-68页 |
| ·实验条件 | 第68-69页 |
| ·富CO反应气源中CO/H_2气体的最佳比例 | 第69-83页 |
| ·不同CO/H_2气体比例下薄膜的表面形貌 | 第69-71页 |
| ·不同CO/H_2气体比例下薄膜的截面形貌演变 | 第71-74页 |
| ·不同CO/H_2气体比例下薄膜的生长速率 | 第74-75页 |
| ·不同CO/H_2气体比例下薄膜的表面粗糙度 | 第75-76页 |
| ·不同CO/H_2气体比例下薄膜的键合结构 | 第76-78页 |
| ·最佳CO/H_2气体比例下薄膜的结晶性 | 第78-80页 |
| ·最佳CO/H_2气体比例下纳米金刚石膜的均匀性 | 第80-81页 |
| ·最佳CO/H_2气体比例下纳米金刚石膜与衬底的结合力 | 第81-82页 |
| ·小结 | 第82-83页 |
| ·CO/H_2气源中Ar的加入对纳米金刚石膜的影响 | 第83-86页 |
| ·不同Ar含量下薄膜的表面形貌 | 第83-84页 |
| ·不同Ar含量下薄膜的截面形貌 | 第84-85页 |
| ·不同Ar含量下薄膜的键合结构 | 第85-86页 |
| ·小结 | 第86页 |
| ·本章结论 | 第86-88页 |
| 第5章 热丝CVD系统低压法生长纳米金刚石薄膜 | 第88-119页 |
| ·引言 | 第88-89页 |
| ·实验条件 | 第89-91页 |
| ·低压法生长纳米金刚石膜 | 第91-100页 |
| ·不同反应压强下薄膜的表面形貌 | 第91-92页 |
| ·不同反应压强下薄膜的表面粗糙度 | 第92-93页 |
| ·不同反应压强下薄膜的结晶性 | 第93-94页 |
| ·不同反应压强下薄膜的键合结构 | 第94-95页 |
| ·不同反应压强下薄膜的透光性 | 第95-96页 |
| ·不同反应压强下薄膜的截面形貌 | 第96-97页 |
| ·不同反应压强下薄膜的生长速率 | 第97-98页 |
| ·随压强增大金刚石膜生长速率先升后降的原因 | 第98-99页 |
| ·低反应压强条件下纳米金刚石膜的形成机理 | 第99-100页 |
| ·成核阶段对金刚石膜的影响 | 第100-104页 |
| ·衬底表面不同成核密度条件下金刚石膜的生长模式 | 第101-102页 |
| ·有无成核阶段条件下金刚石膜表面成核密度的对比 | 第102-103页 |
| ·成核阶段对金刚石膜键合结构的影响 | 第103-104页 |
| ·CH_4浓度对金刚石膜的影响 | 第104-109页 |
| ·CH_4浓度对金刚石膜颗粒尺寸、形貌、生长速率影响 | 第104-106页 |
| ·CH_4浓度对金刚石膜键合结构的影响 | 第106-108页 |
| ·CH_4浓度对金刚石膜结晶性和晶粒尺寸的影响 | 第108-109页 |
| ·衬底温度对金刚石膜生长过程的影响 | 第109-114页 |
| ·不同衬底温度下生长的金刚石膜的表面形貌 | 第109-111页 |
| ·不同衬底温度下生长的金刚石膜的截面形貌 | 第111-112页 |
| ·衬底温度与金刚石膜生长速率间的关系 | 第112-114页 |
| ·热丝-衬底间距对金刚石膜的影响 | 第114-116页 |
| ·不同热丝-衬底间距条件下的金刚石膜形貌 | 第114-115页 |
| ·热丝-衬底间距影响金刚石膜成核生长的动力学机制 | 第115-116页 |
| ·热丝材料对金刚石膜的沾污分析 | 第116-118页 |
| ·本章结论 | 第118-119页 |
| 第6章 快速热处理条件下亚微米、纳米金刚石膜、类金刚石碳膜的热稳定性 | 第119-144页 |
| ·引言 | 第119-120页 |
| ·颗粒尺寸50-200nm亚微米金刚石膜的热稳定性 | 第120-125页 |
| ·实验条件 | 第120-121页 |
| ·不同RTP处理温度下亚微米金刚石膜的表面形貌 | 第121-122页 |
| ·不同RTP处理温度下亚微米金刚石膜的截面形貌 | 第122-123页 |
| ·RTP处理温度对亚微米金刚石膜结晶性的影响 | 第123-124页 |
| ·RTP处理温度对亚微米金刚石膜键合结构的影响 | 第124-125页 |
| ·亚微米金刚石膜的热稳定性综合分析 | 第125页 |
| ·RTP作用下纳米金刚石膜的热稳定性 | 第125-131页 |
| ·实验条件 | 第125-126页 |
| ·不同RTP处理温度下纳米金刚石膜的表面形貌 | 第126-128页 |
| ·RTP温度对纳米金刚石膜结晶性的影响 | 第128-129页 |
| ·1200℃RTP后纳米金刚石膜表面纳米丝的物相分析 | 第129-130页 |
| ·1200℃RTP条件下SiO_x纳米丝的形成机理 | 第130-131页 |
| ·RTP作用下类金刚石碳(DLC)膜的热稳定性 | 第131-142页 |
| ·实验条件 | 第132-133页 |
| ·500-1200℃RTP处理后DLC膜的形貌变化 | 第133-134页 |
| ·经RTP处理后DLC膜的两种典型特征形貌 | 第134-135页 |
| ·原生和两种具有典型特征形貌样品的XRD衍射谱 | 第135-136页 |
| ·特征形貌一:表面颗粒聚集体的物相确定 | 第136-138页 |
| ·RTP时间对表面金刚石颗粒聚集体尺寸、密度的影响 | 第138-139页 |
| ·特征形貌二:表面纳米丝的物相确定 | 第139-140页 |
| ·DLC膜RTP退火后热稳定性综合分析 | 第140-142页 |
| ·本章结论 | 第142-144页 |
| 第7章 未掺杂的亚微米、纳米金刚石膜中的绿光缺陷发光机理探索 | 第144-163页 |
| ·引言 | 第144-146页 |
| ·不同颗粒尺寸的金刚石膜的形貌与室温PL谱 | 第146-149页 |
| ·亚微米、纳米金刚石膜的表面形貌 | 第146-147页 |
| ·亚微米、纳米金刚石膜的室温PL谱 | 第147-148页 |
| ·超细纳米金刚石(UNCD)膜的室温PL谱 | 第148-149页 |
| ·对微量B掺杂引起530nm绿光缺陷发光的验证 | 第149-150页 |
| ·不同粒径金刚石膜的霍尔(Hall)测试 | 第149页 |
| ·霍尔(Hall)测试分析与结论 | 第149-150页 |
| ·对sp~2碳杂质引起530nm绿光缺陷发光的验证 | 第150-152页 |
| ·不同粒径金刚石膜的Raman谱 | 第150-151页 |
| ·Raman谱分析与结论 | 第151-152页 |
| ·对表面氢钝化引起530nm绿光缺陷发光的验证 | 第152-155页 |
| ·不同粒径金刚石膜的FTIR谱分析 | 第152-153页 |
| ·经表面氧化和氢钝化后的金刚石膜FTIR谱 | 第153-154页 |
| ·FTIR谱分析与结论 | 第154-155页 |
| ·金刚石膜GBL发光峰的CL分析 | 第155-161页 |
| ·亚微米金刚石膜的低温-室温CL谱 | 第155-156页 |
| ·CL谱中蓝、绿发光峰强度随温度变化规律的模型解释 | 第156-157页 |
| ·低温CL谱中530nm附近系列尖锐发光峰的来源 | 第157-158页 |
| ·金刚石膜的430和530nm单色CL成像 | 第158-159页 |
| ·未掺杂金刚石膜中530nm GBL峰的可能来源 | 第159-161页 |
| ·本章结论 | 第161-163页 |
| 第8章 金刚石/Si异质结的电致发光 | 第163-180页 |
| ·引言 | 第163-165页 |
| ·纳米金刚石膜/Si异质结的室温电致发光 | 第165-171页 |
| ·器件制备 | 第165-166页 |
| ·纳米金刚石膜/Si异质结的EL谱 | 第166-168页 |
| ·纳米金刚石膜/n~+-Si(n~--Si)异质结的I-V特性 | 第168页 |
| ·载流子输运特性及电致发光的机理 | 第168-171页 |
| ·亚微米金刚石膜/Si异质结的电致增强红光发光 | 第171-179页 |
| ·器件制备 | 第172-173页 |
| ·diamond/n~--Si(p~+-Si)异质结的EL谱 | 第173-176页 |
| ·diamond/n~--Si(p~+-Si)异质结的I-V特性 | 第176页 |
| ·载流子输运特性及电致发光的机理 | 第176-179页 |
| ·本章结论 | 第179-180页 |
| 第9章 基于金刚石的MIS结构高场激发N_2分子微等离子体发光 | 第180-192页 |
| ·引言 | 第180-181页 |
| ·器件制备 | 第181-182页 |
| ·MIS器件高场下的电致发光 | 第182-185页 |
| ·硅基Au/SiO_x/diamond/n~+-Si MIS器件EL | 第182-183页 |
| ·硅基Au/diamond/n~+-Si MIS器件EL | 第183-185页 |
| ·MIS器件高场下电致发光的来源与机理 | 第185-191页 |
| ·高场下EL的来源 | 第185页 |
| ·器件的I-V特性 | 第185-187页 |
| ·负微分电阻和N_2等离子体的产生机制 | 第187-191页 |
| ·本章结论 | 第191-192页 |
| 第10章 全文结论 | 第192-196页 |
| 参考文献 | 第196-218页 |
| 攻读博士期间发表(提交)的论文 | 第218-219页 |
| 致谢 | 第219页 |
