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公开(公告)号：CN117448794A
公开(公告)日：2024-01-26
申请号：CN202311393073.7
申请日：2023-10-25
IPC: C23C16/511 , C23C16/27
Abstract: 使用毛发作为碳源通过CVD工艺制备生命钻石的方法，本发明为了解决现有通过MPCVD方法制备钻石时以甲烷气体作为碳源，价格较为昂贵，导致钻石生长速率缓慢的问题。制备生命钻石的方法：一、对高温高压金刚石籽晶基底进行清洗；二、对毛发进行超声清洗，将预处理的毛发放入坩埚中，通入氩气和少量氧气保温，然后以600～1200℃的温度萃碳处理；三、激活等离子体，升高和微波功率，使金刚石籽晶的表面温度达到700～1000℃使腔体保持封闭进行等离子体化学气相沉积生长。本发明以毛发作为碳源通过CVD装置进行生命钻石的生长，改善了原本使用甲烷作为碳源价格昂贵的问题，且合成的钻石具有更加独特和深刻的纪念意义。
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公开(公告)号：CN115951279A
公开(公告)日：2023-04-11
申请号：CN202211543329.3
申请日：2022-12-02
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: G01R33/20
Abstract: 一种微波耦合光探测磁共振装置，本发明针对金刚石中的NV色心量子态难以初始化、操控及读出以及NV色心光强变化检测等问题。本发明微波耦合光探测磁共振装置中光学系统连接单元包括成像激光器、激发激光器、准直转接件、光路室、镜头组件和相机，光路室内部设置有反射镜组、二相色镜、中部反射镜和一号半透半反镜，激光发射器发出激光经反射镜组的多次反射进入镜头组件，经过一号半透半反镜的一路分光进光谱仪，另一路分光进入计数单元，在计数单元中设置有单光子探测器和半透半反镜，微波信号施加到样品上。本发明微波耦合光探测磁共振装置设计多通道光路模式，实现光谱、光强、光像同时测量，具有光－微波脉冲调制、量子光源反聚束等功能。
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公开(公告)号：CN114232086B
公开(公告)日：2023-01-17
申请号：CN202111603964.1
申请日：2021-12-24
Applicant: 宜昌中碳未来科技有限公司 , 哈尔滨工业大学
Abstract: 用于含裂纹籽晶的MPCVD单晶金刚石的生长方法，本发明目的是为了解决MPCVD单晶金刚石同质外延生长方法中含裂纹籽晶生长易碎裂问题。生长方法：一、在正交偏振光下单晶金刚石籽晶裂纹影响区域呈现黑色；二、采用激光切割去除裂纹影响区域，形成矩形缺口；三、清洗籽晶；四、将清洗过的籽晶放置于管式炉中退火处理；五、将退火后的籽晶放置于MPCVD设备中，控制舱内气压、微波功率和籽晶温度，通入甲烷和氮气使单晶金刚石横向生长并填充矩形缺口；六、进行MPCVD单晶金刚石的垂直外延生长。本发明能够对缺口侧面进行有效处理并促进横向生长，使得含裂纹籽晶也能够被用于高品质单晶生长，减少了籽晶的浪费并降低了生产成本。
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公开(公告)号：CN114411250B
公开(公告)日：2022-10-28
申请号：CN202210072423.9
申请日：2022-01-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种MPCVD单晶金刚石拼接生长方法，本发明为了解决拼接单晶金刚石材料接缝难处理、拼接接缝性质较差的问题。拼接生长方法：一、将多个单晶金刚石籽晶放置于籽晶托盘的方形籽晶垫片上；二、通入氢气并启动微波发生器产生等离子体；三、向反应舱内通入氧气和氩气，保持籽晶温度为1000‑1200℃，进行刻蚀处理；四、将预刻蚀处理后的单晶金刚石籽晶刻蚀面朝上放置于生长样品托盘上；五、通入氢气并启动微波发生器产生等离子体；六、促进金刚石籽晶边缘刻蚀台阶区域的横向生长连接，完成单晶金刚石拼接生长。本发明通过生长前的特殊预刻蚀工艺强烈刻蚀单晶金刚石籽晶四周边缘，形成微观台阶形貌区域，为拼接金刚石接缝处提供有利生长条件，提高接缝处生长品质。
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Patent Agency Ranking
公开(公告)号：CN115072717A
公开(公告)日：2022-09-20
申请号：CN202210656914.8
申请日：2022-06-10
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 使用金属铁刻蚀高温高压金刚石制备定点浅层NV色心的方法，它为了解决现有制备金刚石内NV色心需要用到复杂的化学气相沉积气氛或大型粒子注入设备，且难以控制色心制备定位等问题。获得定点浅层NV色心的方法：一、清洗高温高压金刚石；二、在金刚石表面沉积铁薄膜，铁薄膜呈点阵排列；三、将带有铁薄膜的金刚石放入CVD生长舱体内，通入氢气，升高气压和功率进行刻蚀处理；四、将退火后的金刚石置入食人鱼溶液浸泡。本发明利用金属铁在等离子体环境下对高温高压金刚石进行刻蚀，在该过程中产生空位，并利用退火使得空位向下迁移并被替位氮原子捕获，由于刻蚀发生在金属薄膜与金刚石的界面处，因此产生的NV色心位于近表面处。
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公开(公告)号：CN114974471A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210519106.7
申请日：2022-05-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 一种MPCVD金刚石生长设备的优化方法，本发明是为了解决现有MPCVD设备设计过程中，仅依靠有限元仿真难以实现设备高效设计的问题。优化方法：一、建立MPCVD设备仿真计算几何模型；二、利用多物理场仿真软件计算下腔体半径r1和上腔体高度h2与目标函数值M的相关性最大；三、建立前馈神经网络，以下腔体半径r1和上腔体高度h2作为输入数据，输出层为预测值M*进行训练；四、采用训练后的人工神经网络对目标函数进行预测，当预测值M*取最大值时，下腔体半径r1和上腔体高度h2的取值作为金刚石生长设备的优化尺寸。本发明基于人工神经网络优化MPCVD设备的尺寸，能够对不同几何参数下的微波谐振效果进行快速预测。
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公开(公告)号：CN114892149A
公开(公告)日：2022-08-12
申请号：CN202210586975.1
申请日：2022-05-27
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 用于金刚石材料生长的椭球形MPCVD装置，本发明属于金刚石材料生长装备领域，本发明要解决现有MPCVD谐振腔体运行过程中存在微波能量耦合效率低的问题。本发明用于金刚石材料生长的椭球形MPCVD装置中的矩形波导的一端设置有微波电源，矩形波导的另一端设置有短路活塞，矩形波导的下部设置椭球形谐振腔体，微波天线的一端经波导伸入椭球形谐振腔体内，所述椭球形谐振腔体的腔壁呈椭球形，椭球形谐振腔体的腔壁内部为中空结构，样品台设置在椭球形谐振腔体的底部，抽气系统和进气系统分别通过管路与椭球形谐振腔体相连通。本发明利用椭球体双焦点特性，能够实现高密度等离子体激发及金刚石的沉积生长。
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公开(公告)号：CN114717655A
公开(公告)日：2022-07-08
申请号：CN202210422761.0
申请日：2022-04-21
Applicant: 哈尔滨工业大学
IPC: C30B25/18 , C30B25/04 , C30B29/04 , C23C14/35 , C23C14/18 , C23C14/04 , C23C28/00 , A44C17/00 , A44C27/00 , H01L21/285
Abstract: 一种用于钻石定制图案和电极的晶体内部图形化方法，本发明的目的是为了解决现有钻石内部难以定制图案和电极的问题。本发明晶体内部图形化方法如下：一、将选取所要制作于钻石晶体内部的图案转化为黑白模式，作为光刻机输入掩膜图形；二、将钻石衬底置于混酸溶液中超声清洗；三、采用光刻工艺以光刻胶作为掩模版，通过掩模在钻石表面沉积金属膜或非金属膜；四、将带有图案的钻石衬底置于等离子体化学气相沉积系统中，通入生长气体进行外延生长，得到带有定制图案的钻石。本发明利用化学气相沉积工艺再外延一层晶体，将图案覆盖于晶体内部能对图案实现很好的保护作用，满足钻石内部图案的定制需求。
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公开(公告)号：CN112877773B
公开(公告)日：2022-05-24
申请号：CN202110034019.8
申请日：2021-01-13
Applicant: 哈尔滨工业大学
Abstract: 利用固态碳源的无气流MPCVD单晶金刚石生长方法，本发明要解决现有MPCVD法单晶金刚石生长工艺中需要消耗大量高纯氢气，碳源利用率较低的问题。单晶金刚石生长方法：一、清洗金刚石籽晶；二、将单晶金刚石籽晶放置于样品台中心的样品托上，将固态碳源放置于单晶金刚石籽晶的四周；三、将反应舱内抽真空，随后通入高纯氢气，并升高气压与微波功率；四、在无气流稳定生长过程中，采用光谱仪对反应舱内的等离子体进行监控，通过调节微波功率来调节固态碳源表面的温度；五、结束生长。本发明在无气流生长过程中，原子氢刻蚀固态碳源产生碳氢基团，随后通过热扩散粒子输运到金刚石籽晶表面，此过程持续循环进行，实现单晶金刚石的快速生长。
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