立方氮化硼薄膜的制備和特性研究的開題報(bào)告一、研究背景及意義立方氮化硼（c-BN）是一種新興的超硬材料，在高硬度、高機(jī)械強(qiáng)度、高熱導(dǎo)率等方面表現(xiàn)出優(yōu)異的性能，因此在切削、磨削、陶瓷制品、電子器件等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用。而采用化學(xué)氣相沉積（CVD）技術(shù)制備的c-BN薄膜，由于具有均勻性、高質(zhì)量以及可靠性，因此更適用于在微電子學(xué)、光學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域中的應(yīng)用。目前，國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)通過多種方法研究了c-BN薄膜的制備過程以及光學(xué)、電學(xué)、力學(xué)等性質(zhì)，但是對于c-BN薄膜微結(jié)構(gòu)的控制與優(yōu)化仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。因此，c-BN薄膜制備與性能研究仍然具有重要的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。二、研究內(nèi)容本課題旨在采用化學(xué)氣相沉積技術(shù)制備c-BN薄膜，借助掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射（XRD）、拉曼光譜（Raman）等技術(shù)手段研究c-BN薄膜的制備過程以及微觀結(jié)構(gòu)特征。研究工作的主要內(nèi)容如下：1.詳細(xì)了解c-BN薄膜的物理化學(xué)特性，以及在各領(lǐng)域應(yīng)用的現(xiàn)狀；2.分析各種制備c-BN薄膜的技術(shù)方法及優(yōu)缺點(diǎn)，選擇適合本研究的CVD工藝方法；3.優(yōu)化CVD工藝參數(shù)（如反應(yīng)溫度、氣氛等），探究c-BN薄膜的生長機(jī)制；4.利用SEM、XRD和拉曼等技術(shù)手段，并自行制作相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)樣品，在不同條件下制備c-BN薄膜，并對其微觀結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征和分析；5.基于以上研究結(jié)果，探究c-BN薄膜的微觀結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)特性之間的關(guān)系。三、研究計(jì)劃第一年：1.多方面查閱有關(guān)c-BN薄膜制備的文獻(xiàn)，了解c-BN薄膜的物理化學(xué)特性，并搭建c-BN薄膜的制備實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；2.通過調(diào)整CVD工藝參數(shù)（如反應(yīng)溫度、壓力、氣氛成分等）對c-BN薄膜進(jìn)行制備，并合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，對c-BN薄膜進(jìn)行初步表征和分析；3.檢驗(yàn)初步實(shí)驗(yàn)結(jié)果，分析掌握c-BN薄膜生長的特點(diǎn)和規(guī)律，提出逐步優(yōu)化工藝方案，為后續(xù)研究打下基礎(chǔ)。第二年：1.收集各種實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，比較分析各組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的異同性，確定c-BN薄膜有關(guān)生長參數(shù)的優(yōu)化方案；2.利用SEM、XRD、拉曼等技術(shù)手段對c-BN薄膜進(jìn)行詳細(xì)表征和分析，探究其微觀結(jié)構(gòu)與物理化學(xué)特性之間的關(guān)系；3.對c-BN薄膜的物理性質(zhì)如機(jī)械性能、熱力學(xué)性質(zhì)等進(jìn)行測量，并與同類材料進(jìn)行比較分析；4.根據(jù)研究結(jié)果，撰寫相關(guān)論文，參加學(xué)術(shù)會(huì)議展示研究成果等。四、預(yù)期成果該研究的預(yù)期成果如下：1.通過CVD工藝制備出具有優(yōu)異性能的c-BN薄膜，并確定最佳工藝參數(shù)；2.在c-BN薄膜的表征與分析方面深入研究了解c-BN薄膜的微觀結(jié)構(gòu)，揭示薄膜形成的機(jī)理；3.發(fā)表c-BN薄膜在物理化學(xué)、微電子學(xué)、光學(xué)以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域的應(yīng)用