一、背景

       在金剛石生成過程中，氮?dú)庑孤?huì)對(duì)金剛石的生長質(zhì)量和特性產(chǎn)生顯著影響。氮?dú)獾募尤肟梢蕴岣呱L速率和改善表面質(zhì)量，但同時(shí)也會(huì)導(dǎo)致金剛石的結(jié)晶質(zhì)量下降。高濃度的氮?dú)鈺?huì)導(dǎo)致石墨相的形成，降低金剛石的純度和質(zhì)量，另外氮?dú)獾囊胍矔?huì)導(dǎo)致單晶金剛石內(nèi)部產(chǎn)生壓應(yīng)力，隨著氮?dú)鉂舛鹊脑黾?，這種壓應(yīng)力也會(huì)增加，這種應(yīng)力的變化可能會(huì)影響金剛石的機(jī)械性能和穩(wěn)定性。因此，氮?dú)庑孤┰诮饎偸蛇^程中需要嚴(yán)格控制，以確保金剛石的質(zhì)量和性能滿足工業(yè)應(yīng)用的需求。

二、應(yīng)用概述

       光纖光譜儀在金剛石生產(chǎn)過程中，尤其是在檢測(cè)氮?dú)庑孤┓矫姘l(fā)揮著重要作用。光纖光譜儀可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)化學(xué)氣相沉積（CVD）過程中的金剛石沉積。通過將光纖探頭固定在CVD設(shè)備的石英觀察窗口上，可以精確地采集等離子體在沉積臺(tái)不同位置的光譜信號(hào)。這種方法能夠?qū)崟r(shí)檢測(cè)CVD金剛石沉積的穩(wěn)定性和有效沉積面積，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)氮?dú)庑孤?duì)沉積過程的影響。通過分析等離子體的光譜信號(hào)，可以識(shí)別出特征峰，并利用這些特征峰的強(qiáng)度來判斷CVD金剛石沉積過程的穩(wěn)定性。如果檢測(cè)到異常的光譜信號(hào)，可能表明有氮?dú)庑孤?

       綜上所述，光纖光譜儀在金剛石生產(chǎn)過程中，特別是在氮?dú)庑孤z測(cè)方面，提供了一種實(shí)時(shí)、高精度的監(jiān)測(cè)手段，有助于提高金剛石的生長質(zhì)量和產(chǎn)量。通過這種方法，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決氮?dú)庑孤﹩栴}，確保金剛石生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。

圖1

       實(shí)驗(yàn)過程中，將光纖探頭固定在CVD設(shè)備的石英觀察窗口上，可以精確地采集等離子體在沉積臺(tái)不同位置的光譜信號(hào)，如圖2所示。

圖2：測(cè)試金剛石合成過程中氮?dú)庑孤秾?shí)驗(yàn)裝置

三、實(shí)驗(yàn)裝置

       典型配置如下：

四、結(jié)語

       光纖光譜儀能夠即時(shí)檢測(cè)氮?dú)鉂舛茸兓?，?zhǔn)確識(shí)別微小泄露，還可以遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)，避免人員暴露于危險(xiǎn)環(huán)境，同時(shí)這種非侵入性監(jiān)測(cè)，不影響合成過程，避免金剛石生長環(huán)境被污染。