成果簡介
金剛石因其高導熱性而受到越來越多的關注。本文，北京科技大學李成明教授團隊在《Diam Relat Mater》期刊發表名為“The 7-in. freestanding diamond thermal conductive film fabricated by DC arc Plasma Jet CVD with multi-stage magnetic fields”的論文，研究透過直流電弧等離子體射流CVD和多級磁場製備了直徑約7英寸、平均厚度為1.54毫米的獨立式金剛石導熱膜。具體而言，透過在獨立式金剛石膜的沉積過程中新增磁場來確保厚度均勻性。研究了金剛石薄膜的形貌、結構和熱導率。
結果表明，由於增加了底部磁場，直流電弧等離子體的擴充套件區域接近基板表面增加。結構表徵表明，受直流電弧等離子體形狀的影響，電弧主部金剛石膜的晶粒較粗，而弧中心和邊緣的金剛石膜晶粒較細。金剛石薄膜多晶結構的主要取向為（220）晶面。金剛石膜在不同區域的拉曼峰向更高的波長移動，表明金剛石膜內部存在壓應力。電弧區主要為粗柱狀晶和少量晶界。因此，導熱係數的平均值（k⊥) 在主弧區測量的金剛石膜厚度為1728.9 ± 4.9 W/（m·k）。同時，電弧中心和邊緣區域的導熱係數低於電弧主區域的導熱係數。
圖文導讀
圖1。直流電弧等離子體射流CVD法示意圖。
圖2。不同磁場比I t :I b (a) 1:0, (b) 1:0.1, (c) 1:0.3, (d) 1:0.5 和 (e) 1的直流電弧等離子體靜態圖片：0.7
圖3。直流電弧等離子體噴射 CVD 法制備不同尺寸的獨立金剛石。
圖 4。I t :I b = 1:0.5 直流電弧等離子體圖片（a），鐳射切割金剛石薄膜（b）和厚度分佈（c）。
圖5。(a) 不同位置金剛石薄膜的拉曼光譜和 (b) 1333.58 cm -1附近的 FWHM 光譜。
圖6。黃光下的光學顯微鏡照片和 (a)(e) 弧中心、(b)(f) 主弧、(c)(g) 弧邊緣和 (h) 中拋光金剛石膜的熱導率影象劃分的區域。
文獻：
https://doi.org/10.1016/j.diamond.2021.108812
