蓝宝石基体石墨烯/金刚石纳米涂层可控生长研究

基本信息
批准号:51562027
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:40.00
负责人:李多生
学科分类:
依托单位:南昌航空大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:左敦稳,华小珍,叶寅,郜友彬,张圣斌,谭树杰,蒋磊,廖小军
关键词:
可控生长化学气相沉积蓝宝石基体石墨烯/金刚石纳米涂层生长机理
结项摘要

Sapphire with diamond nano-coating will become the next generation of the most promising new infrared window and dome materials. In order to fundamentally improve sapphire performance, the project puts forward novel ideas that, firstly, to grow graphene interlayer on sapphire surface, then grow diamond nano coating on graphene, and obtain sapphire with diamond nano-coating. We will apply chemical vapor deposition technology to study controllable growth of the sapphire substrate graphene/diamond nanocoating(SSGDNC). The main contents include: (1) to use the diamond nanoparticle bombardment and the reactive etching the surface of the substrate to form a nano-textured, inducing graphene nucleation, growth, (2) to establish the quantum mechanics model and investigate energy and dynamics of growth conditions of nuclear and growth of activated carbon atoms and groups, and reveals SSGDNC controllable growth evolution; 5(3) to regulate the graphene surface carbon atom, the carbon bond by Frank-van der Merwe growth pattern of the graphene structure, controlled growth and evolved into the Volmer-Werwe growth mode of diamond; (4) to characterize and evaluate of SSGDNC, and explore controllable SSGDNC growth mechanism. The study will provide theoretical and technical support in the application of aerospace infrared window materials and top-touch-screen materials. It has important scientific significance and value of defense applications.

含有金刚石纳米涂层的蓝宝石将成为下一代最具潜力的新型红外窗口头罩材料。为从根本上提高蓝宝石性能,本项目提出以石墨烯为过渡层在蓝宝石表面生长金刚石纳米涂层的创新构想。拟采用化学气相沉积技术,开展基于蓝宝石基体石墨烯/金刚石纳米涂层(SSGDNC)可控生长研究。主要内容包括:(1)采用金刚石纳米颗粒轰击和反应刻蚀基体表面形成纳米织构,诱导石墨烯形核、生长;(2)建立量子力学模型,研究活性碳原子及基团在基体形核、生长的能量及动力学条件,揭示SSGDNC可控生长演变规律;(3)调控石墨烯表层碳原子,实现碳键由石墨烯结构的Frank-van der Merwe生长模式、可控生长演变成金刚石Volmer-Werwe生长模式;(4)对SSGDNC进行表征及评价,探讨 SSGDNC的可控生长机理。本研究为SSGDNC在航空航天红外窗口及高端触屏中的应用提供理论和技术支撑,具有重要的科学意义和国防应用价值。

项目摘要

含有金刚石纳米涂层的蓝宝石将成为下一代最具潜力的新型红外窗口头罩材料。为从根本上提高蓝宝石性能,本项目提出以石墨烯为过渡层在蓝宝石表面生长金刚石纳米涂层的创新构想。拟采用化学气相沉积技术,开展基于蓝宝石基体石墨烯/金刚石纳米涂层(SSGDNC)可控含有金刚石纳米涂层的蓝宝石将成为下一代最具潜力的新型红外窗口头罩材料。为从根本上提高蓝宝石性能,本项目提出以石墨烯为过渡层在蓝宝石表面生长金刚石纳米涂层的创新构想。拟采用化学气相沉积技术,开展基于蓝宝石基体石墨烯/金刚石纳米涂层(SSGDNC)可控生长研究。主要内容包括:(1)采用金刚石纳米颗粒轰击和反应刻蚀基体表面形成纳米织构,诱导石墨烯形核、生长;(2)建立量子力学模型,研究活性碳原子及基团在基体形核、生长的能量及动力学条件,揭示SSGDNC可控生长演变规律;(3)调控石墨烯表层碳原子,实现碳键由石墨烯结构的Frank-van der Merwe生长模式、可控生长演变成金刚石Volmer-Werwe生长模式;(4)对SSGDNC进行表征及评价;探讨 SSGDNC的可控生长机理。本研究为SSGDNC在航空航天红外窗口及高端触屏中的应用提供理论和技术支撑,具有重要的科学意义和国防应用价值。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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