人工晶体学报

作者：简小刚, 彭薪颖, 杨天, 胡吉博, 尹明睿

单位：同济大学机械与能源工程学院,上海 201804

关键词：金刚石涂层,过渡金属,吸附,第一性原理计算,形核密度,化学气相沉积,

基金：国家自然科学基金(51275358);中央高校专项基金(20140750)

基于密度泛函理论,计算分析了CH3基团在含有过渡金属元素Ti、V、Ni、Mo的孕镶金刚石颗粒硬质合金基底表面的吸附能、Mulliken电荷分布、电荷密度差和态密度(density of states, DOS)等一系列性质,研究Ti、V、Ni、Mo对孕镶金刚石颗粒硬质合金基底化学气相沉积(chemical vapor deposition, CVD)金刚石涂层形核阶段的影响及其作用机理。计算结果表明:与CH3基团在WC表面及金刚石表面的吸附相比,Ti、V、Ni、Mo与C原子间有较强的弱相互作用,这使得其对CH3基团有更强的吸附能力(其中Ti>V>Mo>Ni);吸附能力大小与各原子的价电子结构相关,含有Ti元素的表面对CH3的吸附最稳定;CH3基团与Ni原子间更易发生电荷的转移形成共价键,Mo有利于促进CH3基团的脱氢反应;形核阶段适当添加Ti、V、Ni、Mo这几种过渡金属元素将有利于增加形核密度,改善CVD金刚石膜基界面结合强度。

来源：2022年第5期

《人工晶体学报》期刊编辑部

查看人工晶体学报杂志2022年第5期