利用热丝化学气相沉积法(HFCVD)在碳化硅基底上制备金刚石薄膜, 采用场发射扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、原子力显微镜研究了在不同甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜表面形貌及物相组成, 在干摩擦条件下通过往复式摩擦磨损实验测试并计算了已制备金刚石薄膜的摩擦系数和磨损率, 结合物相分析及摩擦磨损实验结果分析了甲烷浓度的改变对金刚石薄膜摩擦磨损性能的影响。结果表明, 由于甲烷气体含量的升高, 金刚石薄膜结晶质量下降, 薄膜由微米晶向纳米晶转变。摩擦磨损实验结果显示: 3%甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜耐磨性较好, 磨损率为2.2×10-7 mm3/mN;5%甲烷浓度条件下制备的金刚石薄膜摩擦系数最低(0.032), 磨损率为5.7×10-7 mm3/mN, 制备的金刚石薄膜的耐磨损性能相比于碳化硅基底(磨损率为9.89×10-5 mm3/mN)提升了两个数量级, 显著提高了碳化硅基底的耐磨性。

为了研究热丝温度对a-SiNx:H薄膜性能的影响，采用热丝化学气相沉积法，以SiH4，NH3，H2为反应气源，改变热丝温度沉积薄膜。通过紫外-可见光吸收谱、傅里叶红外透射光谱、光致发光光谱等测试手段对薄膜发光特性、微观结构及键合情况进行表征与分析。从测试情况可知，当热丝温度为1645℃时，H含量最大，N含量最小，同时其折射率最高，薄膜材料的有序度增大；当热丝温度为1713℃时，H含量减少，N含量达到最大，且随着热丝温度增大，薄膜中N含量又开始下降，内部缺陷态密度增加。结果表明，热丝法制备a-SiNx:H薄膜的热丝温度最佳值在1596℃～1680℃之间，此时所制备的薄膜折射率为2.0，适合应用于硅基太阳能电池减反射膜层，且具有较充分的氮、氢含量，薄膜结构、性能稳定。

发射光谱法是对等离子进行在线诊断的常用方法。在丙酮/H₂、丙酮/H₂/He和丙酮/H₂/Ar三种体系中,对热丝化学气相沉积金刚石薄膜过程中的等离子体进行了在线测量。研究了不同体积分数的惰性气体对等离子体中各活性基团强度的影响,以及CH，H_β与C₂的相对强度的比值、电子温度的大小随惰性气体体积分数的变化关系。结果表明,各基团的强度随着惰性气体体积分数的增加呈现上升趋势,且加入同体积分数的氩气比加入氦气的影响更大；CH，H_β与C₂的相对强度比值、电子温度随着惰性气体体积分数的增加而呈现下降趋势,且在丙酮/H₂/Ar体系中要比丙酮/H₂/He体系中小。

发射光谱(OES)是对等离子体过程进行检测和诊断最常用的方法，利用等离子体发射光谱，在甲烷/H2/Ar 和丙酮/H2/Ar 两种碳源体系下，对热丝化学气相沉积(HFCVD)金刚石薄膜过程进行了等离子体原位在线测量，研究了两种碳源下等离子体内部各基团种类、强度的差异，以及气压对丙酮体系中各种基团的强度影响。结果表明，两种碳源下主要的基团种类基本相同，但基团谱线差异非常明显。丙酮体系中CH 谱线最尖锐，并且无H2谱线，Ha随气压的增加而减小，其他基团均在3.5 kPa 附近出现最大值；CH4 体系中Ha 谱线强度最大，出现H2 谱线；Ar 基团在两个体系中出现谱峰所对应波长不一样，其中在丙酮系统中为433.36 nm，在CH4体系中为794.8 nm。

用热丝化学气相沉积方法研究了低温(～550℃)和低反应气压(～7 Torr)下硅片上金刚石膜的成核和生长.成核过程中采用2.5%的CH4浓度,在经充分超声波预处理的硅片上获得了高达1.5×1011cm.的成核密度.随CH4浓度的增加所成膜中的金刚石晶粒尺寸由亚微米转变到纳米级.成功合成了表面粗糙度小于4nm、超薄(厚度小于500nm)和晶粒尺寸小于50nm的纳米金刚石膜.膜与衬底结合牢固.膜从可见光至红外的光吸收系数小于2×104cm-1.用我们常规的HFCVD技术,在低温度和低压下可以生长出表面光滑超薄的纳米金刚石膜.

报道了一种利用偏压恒流等离子辅助热丝化学气相沉积方法在硅基板上制备大面积均匀纳米金刚石薄膜的新工艺,在不同沉积条件下研究了纳米金刚石薄膜的成核和生长过程,并通过扫描电镜、拉曼光谱和表面粗糙度测试仪观察了纳米金刚石薄膜的结构特征.最后成功制备了直径100 mm、平均晶粒尺寸10 nm的光滑纳米金刚石薄膜.

采用射频等离子体增强的热丝化学气相沉积(RF-HFCVD)技术在石英玻璃衬底上制备了高质量的纳米金刚石薄膜.研究了衬底温度、反应气压及射频功率对金刚石膜的结晶习性和光学性质的影响,其最佳值分别为700℃、2×133Pa和200W.在该条件下金刚石成核密度达1011cm-2,经1h生长即获得连续薄膜,其平均晶粒尺寸为25nm,表面粗糙度仅为55(A),在近红外区域(800nm处)的光透过率达90%.