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人工合成金刚石表面三角锥缺陷的存在机理研究被引量：3: 2010年; 天然金刚石主要生长面为{111},在其表面经常会存在大量凹陷的金字塔状或者底面平整的三角锥蚀坑缺陷,这种缺陷很少出现在人工合成金刚石单晶的表面。本研究在高温高压5.4 GPa、1550 K的条件下,以FeNi合金作为触媒,FeS为添加剂,利用温度梯度法(TGM)直接合成金刚石单晶的{111}表面同样发现有大量凹陷的金字塔状或者底面平整的三角锥蚀坑缺陷。而在体系中加入微量单质B时,高温高压直接合成金刚石单晶的{111}表面不仅存在大量金字塔状的三角锥蚀坑,还出现了天然金刚石表面不曾发现的大量规则的三角凸起平台和凸起的金字塔状或者顶面平整的三角锥缺陷。由此推断,尽管天然金刚石{111}表面经常出现的三角锥缺陷可能是在自然环境中后期腐蚀出现的,而在FeNi-C-FeS体系高温高压直接合成的金刚石单晶{111}表面出现的三角锥缺陷却是在晶体生长过程中直接形成的,FeS在这种表面缺陷的形成过程中起着不可或缺的作用。; 臧传义陈奎谌伦建陈孝洲陈立学; 关键词：高温高压金刚石单晶

优质立方六面体金刚石大单晶的生长研究被引量：12: 2010年; 高温高压静压触媒法合成的金刚石单晶,往往呈现六八面体形貌,因为立方六面体单晶{100}面的生长区间相对较小。本研究利用高温高压温度梯度法,自制Fe-Ni合金触媒,通过对合成组装和工艺进行合理调整后,控制晶体在相对低温适合{100}面生长区域内生长,得到的晶体均呈现完整立方六面体形貌;同时为抑制包裹体和其他杂质的进入,人为的提高晶体的径向平铺生长速度,抑制其轴向生长速度。以在33 h内合成的优质立方六面体晶体为例,晶体最大方向尺寸达到7.3 mm,重1.2克拉,其径向生长速度达到0.22 mm/h,轴向生长速度仅为0.08mm/h,增重速度为7.3 mg/h。; 陈奎臧传义陈立学陈孝洲吴杰王杰

在FeNi-C-FeS-B体系内宝石级金刚石单晶的高温高压合成研究被引量：3: 2010年; 本研究利用高温高压温度梯度法,在5.4GPa、1550K生长条件下,考察了FeNi-C体系中单掺FeS以及FeS-B共掺杂对单晶生长宝石级金刚石品质的影响。结果表明:在单掺FeS体系中,随着FeS的增加,晶体的质量以及透明度逐渐下降,(100)晶面存在的倒方形蚀坑面积逐渐增大,同时晶体的颜色也由黄色转变成灰黑色;在共掺杂体系中,当添加剂FeS含量一定时,随着协同添加剂B的增加,晶体品质呈现出先优化后劣化的变化趋势,晶面上蚀坑的分布逐渐由(100)晶面向(111)转移,晶体颜色也由灰黑色逐渐变浅到黄色、再到B单独发生作用时导致的蓝黑色。XRD光谱分析发现,在FeNi-C-FeS-B体系中出现了某种或者某些不明物质。; 陈孝洲臧传义马红安贾晓鹏; 关键词：温度梯度法高温高压晶体缺陷

高温高压生长宝石级金刚石单晶的表面特征研究被引量：9: 2009年; 本文利用高温高压温度梯度法,N iMnCo合金作为触媒,分别采用籽晶{100}和{111}作为生长面,合成了Ib型宝石级金刚石单晶,对其表面特征进行了分析和讨论。结果发现,宝石级金刚石单晶的表面特征不具有唯一性,多数情况下,晶体{111}面明显较{100}面平整,而且{100}面生长台阶的棱角不清晰,经常会出现经触媒融融过的痕迹,并且这种现象的出现跟籽晶生长面不同和合成温度条件高低无关;{111}面有时也会出现明显的生长台阶,棱角清晰,并且形状较为规则。宝石级金刚石晶体表面特征的不唯一性说明晶体表面特征对生长条件稳定性有更高的要求。; 臧传义陈奎胡强黄国锋陈孝洲贾晓鹏; 关键词：宝石级金刚石温度梯度法高温高压

FeNi-C-FeS体系金刚石中氮含量的研究: 2011年; 利用高温高压温度梯度法,在FeNi-C-FeS体系中进行了宝石级金刚石大单晶的合成研究,重点考察了FeS含量对金刚石中氮含量的影响。结果发现体系中随着掺杂FeS含量的增加,晶体品质会遭到一定程度的破坏,尤其是{100}生长区域。对晶体中氮含量而言,当掺杂FeS的量由0增加至1.25%时,{111}生长区域的氮含量与纯FeNi-C体系相比几乎没有发生变化,而{100}生长区域的氮含量却发生较大变化,远远低于纯FeNi-C体系中{100}生长区域的氮含量。这说明掺杂FeS更易对晶体的{100}生长区域产生影响,或者说S元素更容易进入{100}生长区域,这样S原子与N原子之间产生竞争,使氮原子进入金刚石的几率减少,导致{100}生长区域的氮含量急剧下降。; 臧传义陈奎陈孝洲陈立学谌伦建; 关键词：高温高压温度梯度法金刚石氮含量

优质立方六面体金刚石大单晶的表征研究被引量：10: 2012年; 利用高温高压温度梯度法制备的优质六面体金刚石大单晶样品进行了颜色均一性、拉曼光谱和红外光谱表征,并与国外著名金刚石公司元素六和日本住友电气公司的优质六面体金刚石单晶样品性能进行了比较。就颜色均一性而言,跟国外样品相比,我们的金刚石样品颜色黄色相对更加均匀,而元素六样品中存在明显的浅色{110}生长区域;样品的1332 cm-1金刚石拉曼峰半宽要小于元素六样品,但大于日本住友金刚石样品;显微红外对金刚石样品中氮含量测试结果发现,金刚石样品氮含量在240 ppm左右,远远高于日本住友公司和元素六公司,这可能与金刚石单晶的生长速度最快有直接关系。; 臧传义王小敏谌伦建; 关键词：金刚石拉曼光谱氮含量

快速合成立方六面体金刚石大单晶晶体的质量研究被引量：5: 2013年; 利用高温高压温度梯度法,在优质六面体金刚石大单晶稳定生长的基础上,合理调整晶床高度为5 mm,在1300～1350℃温度区域30 h合成优质六面体晶体重量达2.04克拉,生长速度高达13.6 mg/h。三种晶体样品(本实验合成晶体,日本住友公司合成晶体,元素六公司合成晶体)经显微红外吸收(IR)测试,本实验合成晶体{100}晶面的平均氮含量为240 ppm,高于日本住友和元素六晶体样品的氮含量;三种晶体样品经激光拉曼测试,均在1332 cm-1左右出现了较强的金刚石拉曼标准峰,利用高斯模拟计算出本实验合成晶体拉曼峰的半高宽值为5.570cm-1,大于日本住友晶体样品而小于元素六合成的晶体样品;对三种晶体样品的生长速度、氮含量分布和晶格结晶程度分析,由于本实验合成六面体晶体的生长速度远大于二者,使晶体的晶格结晶程度稍差于日本住友样品而优于元素六晶体,结合激光拉曼图谱分析本实验合成的六面体晶体中有少量杂质存在,或许这些杂质的存在正是导致其{100}晶面氮含量高于日本住友样品氮含量的主要原因。; 陈奎张莉臧传义郑喜贵朱永刚; 关键词：高温高压氮含量晶体质量

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河南省教育厅自然科学基金(2009A430014)