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PECVD钻石,无需辐射改色的PECVD珠宝级人造钻石

2021-02-18 10:37:17 来源:网络

单晶PECVD钻石的众多优良性能使其成为 21 世纪工业发展最重要的材料之一。  PECVD 技术经过多年发展, 俨然已经成为高品质大尺寸单晶钻石合成的主流技术。 目 前, 该技术合成单晶PECVD钻石的生长速度超过 200 μm/h 。 此外, 使用 PECVD技术已经成功合成了英寸级以上的大面积单晶钻石(见图 8 )。 lift-off 剥离技术和马赛克法被证实是合成大面积单晶钻石的有效方法。

尽管 PECVD 技术合成单晶钻石所取得了 很大的进步, 但仍然存在一些问题。

1 ) 高速生长带来的挑战是, 生长的可控性难度更高, 生长过程中容易产生非晶碳、位错、孪晶等缺陷, 导致产品质量下降。 因此, 制备大尺寸单晶PECVD钻石的时候, 为保证生长质量, 每生长一段时间后就需要取出来进行抛光处理, 去除非钻石碳成分后再进行下一次生长。

2 ) 沉积面积越来越大, 容易出现生长速率分布不均的问题。 因为大面积的衬底需要面积更大、体积更大的等离子体球, 等离子体球越大, 其内部差异越明显, 衬底位于等离子体球不同位置时的各项参数(如: 温度, 功率密度等)差异可能会更大。

3 ) 高速生长与与大面积沉积难以同时兼顾,扩大钻石的沉积面积往往导致生长速率的大幅度下降。总而言之, 目 前 PECVD 技术合成高质量大尺寸单晶钻石的效率仍然不高, 离大规模量产仍有一定的距离。 

传统CVD技术由于颜色等级不高,CVD钻石最高只能达到H色,需要辐射改色。而辐射改色后的CVD钻石对人体有害,需要放置2~3年后辐射才会降到无害水平。

因此无需辐射改色的PECVD是珠宝级人造钻石的实用技术。

展望未来, PECVD 技术合成钻石将仍然朝着高质量、高生长速率、大面积沉积的方向发展, 随着技术的不断进步, 高质量大尺寸单晶钻石的合成效率将会越来越高。有理由相信, 实现高质量大尺寸单晶PECVD钻石的量产不会太遥远。

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