金刚石（Diamond）是自然界中天然存在的最坚硬的物质，它由碳原子组成。金刚石的结构主要为等轴晶系四面六面立方体，此外还有六方晶系钻石但较少见。在钻石晶体中，碳原子按四面体成键方式互相连接，组成无限的三维骨架，是典型的原子晶体。每个碳原子都以SP³杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键，构成正四面体。由于钻石中的C-C键很强，所以所有的价电子都参与了共价键的形成，没有自由电子，所以钻石不仅硬度大，熔点极高，而且不导电。在工业上，钻石主要用于制造钻探用的探头和磨削工具，形状完整的还用于制造手饰等高档装饰品，其价格十分昂贵。作为宽禁带半导体材料，金刚石、CaN和SiC都是国内外近年来研究的热点，但是金刚石表现出比CaN和SiC更优越的半导体性能。金刚石禁带宽、热导率高、击穿电场强，很适合于制造高温、高压、大功率和强辐射条件下工作的半导体器件和电路。金刚石集力学、电学、声学、光学、耐腐蚀等优异性能于一身，是目前最有发展前景的半导体材料。但是，金刚石在空气中容易被氧化。金刚石在纯氧中600℃就开始失去光泽，出现黑色表皮，700-800℃开始燃烧，生成二氧化碳。

SiC是用石英砂、石油焦（或煤焦）、木屑为原料通过电阻炉高温冶炼而成。SiC在大自然也存在罕见的矿物，莫桑石。SiC又称碳硅石。在当代C、N、B等非氧化物高技术耐火原料中，SiC为应用最广泛、最经济的一种。可以称为金钢砂或耐火砂。 SiC为Ⅳ-Ⅳ族二元共价键化合物，属金刚石型结构，其晶型结构由致密排列的两个亚晶结构组成，通过定向四面体 SP³键结合在一起，每一个Si原子处在4个C原子构成的四面体中心，每一个C原子处在4个Si原子构成的四面体中心，同时SiC可以看做是Si-C双层结构的密堆积。独特的结构使得SiC具有抗氧化性强、耐磨性能好、硬度高、热稳定性好、高温强度大、热膨胀系数小，热导率大以及抗热振和耐化学腐蚀等优良特性。SiC不仅能够作为一种良好的高温结构材料同时也是一种理想的高温半导体材料。SiC薄膜被广泛应用于场效应晶体管、薄膜发光二极管、光致发光、非精Si太阳能电池的窗口材料、保护涂层等。

综上所述，将SiC薄膜沉积在金刚石表面，可有望解决金刚石的抗氧化性缺陷。

SiC首先由瑞典科学家J.J.Berzelius在1824年发现。1891年E.G.Acherson为了找到一种材料能够代替金刚石和其他研磨材料用于切割和抛光，通过对碳和硅酸铝混合物进行加热第一次成功地制造出了SiC，这种制备SiC晶体的方法被称为Acherson法。虽然1955年 U.A.Aely发明了一种采用升华法生长SiC晶体的新方法，但是人们对SiC的研究一直时断时续，究其原因就是很难获得高质量大面积的SiC晶体。知道1978年，俄罗斯的Y.M.Tairov和V.F.Tevetkov利用物理气相输运过程，发明了可生长大块SiC的新技术，生长出了直径为8mm，长为8mm的SiC晶体。1981年，日本的H.Matsumami采用化学气相沉积的方法，发明了Si衬底上两步生长SiC的工艺技术。1987年，北Carolina州立大学R.F.Davis 领导的小组利用籽晶植入进行升华生长SiC，这为现代SiC商业化生长奠定了基础。

2. 研究的基本内容与方案

将SiC薄膜沉积在金刚石表面，希望解决金刚石的抗氧化性缺陷。

2.2基本内容

使用射频磁控溅射制备技术，毅SiC靶材为溅射源，在金刚石粉底上溅射沉积SiC纳米薄膜，并研究磁控溅射各参数对薄膜生长的影响。

对SiC的晶体结构，微观形貌及金刚石/SiC界面的抗氧化性等进行研究。

2.3技术方案

表面形貌分析包括表面宏观形貌和显微组织形貌的分析，主要由各种能将微细物相放大成像的显微镜来完成。光学显微镜由于受到可见光波长的限制，其分辨率最大为200nm，最大放大倍数为(2～5)×10³，远远不能满足现代科技发展的需求。随着显微技术的发展，相继出现了一系列高分辨本领的显微分析仪器，如透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）；扫描隧道显微镜（STM）和原子力显微镜（AFM）；场离子显微镜（FEM）和场电子显微镜（FIM）。此次表面形貌分析将用到的是原子力显微镜（AFM），它以隧道电流为检测信号，分辨率可达到原子级（约0.1nm），可直接在显微镜下观察到表面原子的排列，不但能获得表面形貌的信息，而且可进行表面原子间力与表面力学性质的测定。