刘繁
- 作品数：57 被引量：77H指数：4
- 供职机构：武汉工程大学更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金湖北省教育厅科学技术研究项目湖北省高等学校优秀中青年科技创新团队计划项目更多>>
- 相关领域：化学工程理学电子电信文化科学更多>>
- 气体流动方式对MPCVD金刚石薄膜均匀性的影响被引量：2
- 2020年
- 在实验室自主研制的10 kW微波等离子体化学气相沉积装置上,通过改变气体的进出方式,探讨了气体流动方式对金刚石膜均匀性和质量的影响。结果表明:随着Si基片表面气体分子数增多,等离子体中的H原子和CH活性基团强度增强,扩散到基片表面中心的原子H和含碳活性基团增多,基片中心区域的金刚石膜生长速率略微有所提升,由原来的2.5μm/h提高到2.8μm/h,沉积得到的金刚石膜质量和均匀性均得到改善。
- 王斌汪建华翁俊刘繁王振湉王蒙
- 关键词：微波等离子体等离子体发射光谱金刚石薄膜
- 常压微波等离子体炬的模拟及硫化氢处理被引量：2
- 2015年
- 对常压微波等离子体炬装置及H2S废气的处理进行了研究。介绍了一种具有特殊喷嘴结构的微波等离子体炬装置,模拟了不同喷嘴结构下谐振腔中微波电场的强度及分布,在此基础上,进行了H2S废气处理的实验研究。结果表明:采用新型喷嘴结构在喷嘴尖端产生的电场强度和分布更利于等离子体炬的激发,微波功率为500 W时,喷嘴尖端处的电场强度在1.5×106 V/m以上,远大于氩气的击穿电场强度,能有效地激发等离子体炬;当H2S气体与Ar气体流量比为10∶90,总流量为1000mL/min,微波功率为1000 W时,H2S的转化率最大达91.32%;大气微波等离子体炬能有效地处理H2S废气。实验结果证明了模拟结果的正确性和装置的有效性。
- 刘繁翁俊汪建华孙祁
- 关键词：微波等离子体炬喷嘴硫化氢
- 大气微波等离子体射流装置研究及实验分析
- <正>大气压微波等离子体具有设备成本低、无电极污染和适合于工业化生产等优点,有着非常广阔的应用前景。目前大气压等离子体射流装置主要从放电方式、电极结构和功率源三个方面进行设计和优化。本研究在电磁场分布理论的指导下用Ans...
- 苏含刘长林熊礼威刘繁
- 文献传递
- TE_(103)单模谐振腔的计算模拟及优化被引量：3
- 2009年
- 对TE103单模谐振腔中电磁波的分布进行了数值计算;推导出了麦克斯韦方程在谐振腔内电磁场分布的数学表达式;采用Ansoft软件对腔体中的电磁分布进行模拟并对腔体的尺寸进行优化.根据模拟的电场的形状以及其它相关的数据来判断此时反应器形状和性能.数值模拟结果表明,空腔有三个大小相近的电场均匀区域,在匹配情况下,谐振腔的固有品质因素相对较高.计算模拟结果与实验结果吻合较好,验证了计算和模拟的正确性,为设计高质量的谐振腔提供了参考依据.
- 刘繁汪建华
- 关键词：电磁场数值模拟
- 不同CO_2流量对CVD金刚石膜生长的影响研究被引量：1
- 2016年
- 采用微波等离子体化学气相沉积法，以CH4-CO2为气源，通过改变CO2的流量，探讨了此气源下金刚石膜的生长情况。利用扫描电子显微镜对制备的金刚石膜表面形貌和断面进行了表征，采用Raman和X射线衍射仪对金刚石膜的质量和晶体结构进行分析。结果表明，CH4流量为50mL/min时，CO2流量在20～40mL/min范围内可以沉积出完整的金刚石膜，CO2的流量对金刚石膜的表面形貌影响较大，在CO2/CH4=30∶50条件下，沉积速率可达到3.4μm/h，同时可以制备出高质量的金刚石膜。
- 吴骁汪建华翁俊孙祁陈义刘辉刘繁
- 关键词：CO2MPCVDCVD金刚石膜
- 多层金刚石薄膜的制备研究被引量：1
- 2016年
- 利用微波等离子体化学气相沉积法,以H_2/CH_4/CO_2为混合气源,在Si基底上分别沉积了单层微米、纳米以及三层(膜层结构为微米层(MCD)/纳米层(NCD)/微米层(MCD))金刚石薄膜。利用Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征金刚石膜,以得到样品质量、表面形貌、晶粒尺寸等信息。结果表明:微米金刚石晶薄膜粒粗大,表面粗糙,纳米金刚石薄膜晶粒细小,表面平整,生长过程中控制反应参数,可以制备出多层金刚石膜,三层结构的引入,可以明显降低表面粗糙度。
- 陈义汪建华刘繁翁俊
- 关键词：微波等离子体化学气相沉积金刚石膜
- 氢气流量对大面积金刚石膜沉积的影响被引量：4
- 2018年
- 为了实现大面积金刚石膜的高速均匀沉积,在新型多模微波等离子体装置中,利用微波等离子体(Microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)技术,对大面积金刚石膜沉积过程中气体流场、电子密度和温度、基团分布及金刚石膜质量进行研究。流场模拟结果表明,多模MPCVD装置在高气体流量下依旧保持良好的流场稳定性。等离子体光谱结果表明,随着氢气流量的上升活性基团的强度上升。氢气流量在400 cm^3/min以内时,活性基团可在基底表面对称均匀分布。电子密度和电子温度随着氢气流量的上升先上升后下降,在500 cm3/min达到最大,分别为2.3×1019/m^3和1.65 eV。在氢气流量为300 cm^3/min时可在直径为100 mm的钼基底上实现大面积金刚石膜的均匀沉积,金刚石膜中心和边缘处拉曼光谱FWHM值为4.39 cm^(-1)和4.51 cm^(-1),生长速率为5.8μm/h。
- 孙祁汪建华汪建华刘繁
- 关键词：微波等离子体化学气相沉积等离子体光谱金刚石膜
- 形核密度与氢等离子体处理对沉积CVD金刚石薄膜的影响被引量：1
- 2016年
- 本实验利用2kW微波等离子体化学气相沉积(CVD)设备,系统探究了不同形核密度和氢等离子体处理对CVD金刚石膜沉积的影响。利用扫描电镜、X射线衍射和Raman光谱对样品的形貌、结构和质量进行了表征,结果表明:形核密度越低,金刚石膜的晶粒尺寸越大,且随着时间的延长,较低形核密度和高形核密度下沉积的金刚石膜能分别获得<110>取向和<111>。当给予合适的生长环境,不同形核密度下沉积的金刚石膜均能获得较高的质量。因此,金刚石厚膜的沉积,可以考虑在低形核密度的环境下进行。另外,在相对较低的基片温度和腔体气压下进行氢等离子体处理,可以在保证金刚石膜表面CHx含量变化不大的情况下,充分减少金刚石膜表面或亚表面的非金刚石相,进一步地提高金刚石膜的质量。
- 翁俊刘繁孙祁王小安黄平周璐吴骁汪建华
- 关键词：金刚石膜氢等离子体微波等离子体化学气相沉积
- MPCVD法玻璃上高光透率类金刚石膜的沉积
- 2016年
- 本实验使用石英钟罩微波等离子体化学气相沉积装置,采用"四步沉积法"在含有Ti原子层的玻璃表面,沉积类金刚石膜。保证其他参数不变,通过沉积温度的改变来研究温度对类金刚石膜表面形貌及光透过率的影响。结果表明,提高沉积温度可减少类金刚石膜表面的团聚,提高平整度,同时,提高沉积温度可提高光透过率,当温度为650℃,光透过率为94.8%。
- 孙祁翁俊刘繁周璐汪健华
- 关键词：微波等离子体化学气相沉积类金刚石
- 圆柱形谐振式MPCVD装置的模拟及调控
- 2021年
- 目的在实验室自制的5 kW圆柱形单模微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)装置上,系统研究各放电参数对等离子体的影响。方法采用模拟计算与实验调控相结合的方式,分析微波等离子体、基团的运动和分布与放电参数之间的关系。利用发射光谱诊断等离子体环境,同时,利用SEM和Raman对所沉积的金刚石膜的形貌和质量进行表征,以验证MPCVD装置的调控原则。结果气压和温度满足Tg=8/3P关系时,吸收功率密度可达最大。单独提高微波功率和工作气压,能很大程度地增强等离子体的电子密度及改善等离子体球的均匀性,而两者相互之间匹配升高能极大地增加等离子体的电子密度,同时激发更多Hα、Hβ、CH及C_(2)这类适合高质量金刚石膜沉积的活性基团。得到了MPCVD装置长时间稳定运行的等离子体稳定边界,并成功制备出高质量的金刚石膜。结论功率气压及温度相匹配可以提高吸收功率密度、等离子体密度及均匀性。在圆柱形装置稳定运行的边界条件下,能沉积得到较高质量的金刚石膜。
- 刘繁翁俊汪建华周程
- 关键词：微波等离子体化学气相沉积等离子体金刚石膜
