研究目的
研究调整超纳米晶金刚石(UNCD)与微晶金刚石(MCD)薄膜两大关键电学特性（电阻率与载流子类型）所需的基础过程，并初步理解其背后的物理机制。
研究成果
MCD薄膜导电类型从P型转变为N型的可能性，可能为基于多晶金刚石薄膜的新一代电子器件开辟道路，从而替代基于单晶金刚石薄膜的同类器件。
研究不足
工业级单晶金刚石薄膜电子器件应用的主要限制在于：单晶金刚石薄膜只能在面积极小的昂贵单晶金刚石衬底上生长。
1：实验设计与方法选择：
通过向晶界插入氮原子以及对薄膜表面进行氧基和四氟化碳基等离子体处理，生长并加工了从超纳米晶金刚石（UNCD）到微晶金刚石（MCD）的多晶金刚石薄膜。
2：样品选择与数据来源：
金刚石薄膜采用热丝化学气相沉积（HFCVD）法，利用气体混合物在硅片上生长。
3：实验设备与材料清单：
用于HFCVD的Blue Wave Semiconductors系统、用于等离子体处理的Technics Series 85-RIE系统、用于电阻率测量的Alessi四探针系统、扫描电子显微镜（SEM）、高分辨透射电子显微镜（HRTEM）、拉曼光谱仪、X射线光电子能谱仪（XPS）。
4：实验步骤与操作流程：
通过生长薄膜、进行等离子体处理，并采用多种技术表征其电学和结构特性。
5：数据分析方法：
测量电阻率、迁移率和载流子浓度随薄膜温度的变化。光学特性通过紫外-可见光（UV-vis）测量进行表征。
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SEM
ZEISS SUPRA-40
ZEISS
Used for characterizing the microstructure (grain morphology and size) of the films.
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HRTEM
JEOL 2100F
JEOL
Used for high-resolution transmission electron microscopy analysis.
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Raman Thermo Fisher Scientific System
DXR2
Thermo Fisher Scientific
Used for visible Raman spectroscopy analysis of the type of carbon bonding in the films.
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FIB
FEI Nova 200
FEI
Used for focused ion beam process to prepare samples for HRTEM analysis.
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Ocean-Optics QE65 microscope
QE65
Ocean-Optics
Used for UV-vis measurements to measure the band gap for the films.
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Blue Wave Semiconductors system
Blue Wave Semiconductors
Used for Hot Filament Chemical Vapor Deposition (HFCVD) of diamond films.
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Technics Series 85-RIE system
85-RIE
Technics
Used for reactive ion etching (RIE) surface treatments.
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Alessi four-point probe system
Alessi
Used for resistivity measurements of the films.
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XPS microscope
PHI Versa Probe II
PHI
Used for X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) analysis of the surface chemistry of the films.
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