C-H-F 氛圍下金剛石薄膜的低溫CVD 生長過程分析*

簡小剛 梁曉偉 姚文山 張毅 張斌華 陳哲 陳茂林

摘要 基于第一性原理的密度泛函理論對C-H-F 氛圍下低溫CVD 金剛石薄膜的生長過程進行仿真分析，計算H、F 原子在氫終止金剛石表面發生萃取反應的吸附能、反應熱與反應能壘，并分析CF3、CF2、CF 3 種生長基團在帶有活性位點基底上的吸附。結果表明：與H 原子相比，F 原子更容易在氫終止金剛石表面萃出H，并以HF 形式脫附，且在C-H-F 氛圍下有利于在低溫時產生更多的活性位點；CF3、CF2、CF 基團在吸附后的結構和吸附能絕對值都更有利于金剛石相的生成，適當提高CF3、CF2、CF 基團的濃度有助于實現金剛石相的更高速率生長。

關鍵詞 CVD 金剛石薄膜；氟；沉積機制；第一性原理；吸附；表面化學反應

中圖分類號 TQ164; TG74 文獻標志碼 A

文章編號 1006-852X（2024）01-0015-07

DOI 碼 10.13394/j.cnki.jgszz.2023.0069

收稿日期 2023-03-21 修回日期 2023-05-11