中国电子科技集团公司第十二研究所微波电真空器件国家级重点实验室, 北京 100015
针对大功率折叠波导行波管 (TWT)对高导热衰减材料的迫切需求, 开展了硼掺杂金刚石膜制备和介电性能研究, 在此基础上研制出硼掺杂金刚石衰减器并探究衰减器性能的热稳定性。研究结果表明, 硼掺杂浓度为 1.81×1019 cm -3的金刚石膜, 在 W波段介电常数和损耗角正切平均值分别为 7.18和 0.30; 随着环境温度从室温升高至 90 ℃, 在 85~110 GHz范围内, 硼掺杂金刚石衰减器的 |S11 |由 19.67 dB提高至 20.94 dB, |S21 |由 44.03 dB提高至 45.63 dB, 呈现出较高的热稳定性。
硼掺杂金刚石膜 介电性能 衰减器 热稳定性 boron-doped diamond film dielectric property attenuator thermal stability 太赫兹科学与电子信息学报
2023, 21(10): 1189
1 云南大学 物理与天文学院 云南省量子信息重点实验室，云南 昆明 650091
2 中国科学院合肥物质科学研究院 固体物理研究所，安徽 合肥 230031
3 深圳网联光仪科技有限公司，广东 深圳 518118
4 重庆启晶科技发展有限公司，重庆 400030
5 深圳技术大学 新材料与新能源学院，广东 深圳 515118
氮掺杂金刚石（N-D）是最重要的碳基电子材料之一，由于氮相关色心的存在，其具有许多有趣而独特的物理特征。文章中研究了等离子体化学气相沉积法生长的N-D样品的太赫兹（THz）磁光特性。应用偏振THz时域光谱（THz TDS）技术，在0~8 T磁场和80 K温度条件下，测量了N-D样品在法拉第几何结构下的THz透射光谱，得到了N-D材料的法拉第旋转角和椭偏率、复横向（或霍尔）磁光电导率以及复左、右旋介电常数随磁场的变化规律。结果表明，N-D材料具有优良的THz磁光法拉第旋光效应，可应用于THz旋光器件。
氮掺杂金刚石 磁光特性 太赫兹时域光谱 nitrogen-doped diamond magneto-optical properties THz TDS
采用基于密度泛函理论的第一性原理平面波赝势方法，探究了化学气相沉积硼掺杂和氮掺杂金刚石的吸附生长过程：建立了一端为氢终止表面的金刚石基底模型以及单个氮取代或单个硼取代的掺杂金刚石基底模型，并计算这些模型的最优稳定结构；研究了不同碳氢基团(C、CH、CH2、CH3)、硼氢基团(B、BH、BH2)和氮氢基团(N、NH、NH2)在有活性位点的不同基底上的吸附过程和吸附难易程度。对比计算结果表明：硼原子和氮原子能通过原位取代的方式掺杂进入金刚石晶格中，并且带有两个氢的基团(BH2、NH2)是最有利的掺杂基团；氮原子通过取代进入金刚石晶格中后，难以形成氮二聚体，不能大量掺杂，而硼原子较易形成硼二聚体，可以实现大量掺杂。
掺杂金刚石 化学气相沉积 活性位点 第一性原理 吸附生长 doped diamond chemical vapor deposition active site first-principle adsorption growth
北京真空电子技术研究所 微波电真空器件国家级重点实验室, 北京100015
研究了B掺杂金刚石膜的负电子亲和势(NEA)的行为。对于B2H6/CH4为10 mg/L和2 mg/L的样品, 一次电子能量为1 keV时最大二次电子发射系数(SEE)分别达到18.3和10.9。值得注意的是, 这两个样品在测试前已在大气中搁置了几个星期, 并且测量前未经过任何处理。如此高的SEE表明, 样品在大气中暴露后NEA效应仍得到了保留。另外, 10 mg/L B2H6/CH4 掺杂样品在酸溶液中处理后NEA消失, SEE较低, 而在真空中加热后NEA 明显恢复, SEE在1 kV时达到10.2。
Ｂ掺杂金刚石膜 负电子亲和势 二次电子发射系数 氧化处理 B-doped diamond films negative electron affinity secondary electron emission yield oxidation treatment
1 上海理工大学理学院, 上海 200093
2 同济大学交通运输工程学院, 上海 200092
采用微波等离子体化学气相沉积设备在高掺杂硅衬底上沉积了一层金刚石薄膜，然后采用离子注入法在金刚石薄膜中注入不同剂量的Ce3+,从而制备出了Ce3+掺杂的金刚石薄膜。研究了其电致发光特性, 得到了发光主峰位于蓝区(476 nm和435 nm处)的光发射。实验中发现随着Ce3+注入剂量的增加，电致发光强度也随之增加。
薄膜 掺杂金刚石薄膜 电致发光 Ce3+注入 化学气相沉积
