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研究课题:脉冲电弧放电等离子体法合成氮化碳单晶体
2019-10-24 13:50  

  采用脉冲电弧放电在氮气氛下裂解二氰二胺有机晶体制备含C-N键的碳氮前驱物,然后在微波等离子化学气相沉积系统中利用微波氮等离子体作用该前驱物,研究前驱物结构的变化,寻求具有高N/C原子比、含有大量sp3C-N单键的氮化碳前驱物的合成条件。研究结果表明:在电弧等离子体的作用下二氰二胺分子发生断键,得到碳氮直接相连的分子碎片吸附在微晶二氰二胺上。

  样品经脉冲电弧等离子体多次处理,其中的二氰二胺有机晶体结构被破坏,主要产物为含sp3C-N单键的非晶态碳氮化合物。非晶态的碳氮化合物在微波氮等离子体的作用下重组结晶,XPS 和TEM分析表明样品表面主要由非晶碳和高氮含量的氮化碳微粉组成,氮化碳微粉中含有大量的sp3C-N单键并有β-C3N4晶体结构的存在。

  另外,在微波等离子体化学气相沉积系统中,利用脉冲氮离子束溅射二氰二氨靶产生的碳氮粒子作为合成前驱物,在石英玻璃基片上研究了SiCN晶体的合成。研究结果表明:随着基片温度的降低,沉积物由截面为六方形的结晶良好的SiCN晶体(800℃)变成由发育不完全的聚片状晶体(700℃),直到变成颗粒细小的无定形碳氮薄膜(550℃)。

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