研究目的
通过表征激光装置中电极石墨化过程与功率、速度和极化等制造参数的函数关系,优化金刚石样品中石墨柱的生产工艺。
研究成果
就电极横截面而言,脉冲能量依赖性是最主要的参数。平移速度和极化对电极尺寸没有显著影响。电极的石墨含量与所研究的任何制造参数均未显示出明显关联。后续研究将把电极制造工艺与这些电极在电阻率和电荷收集效率方面的质量相关联。
研究不足
该研究未观察到极化对电极直径的显著影响,可能是由于极化纯度相对较低(78%)。电极的石墨含量与所研究的制备参数之间没有明显的依赖关系。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用飞秒激光通过非线性吸收使金刚石石墨化,重点是在金刚石样品内部制备柱状电极。
2:样品选择与数据来源:
使用单晶化学气相沉积(sCVD)和多晶CVD(pCVD)金刚石样品。
3:实验设备与材料清单:
设备包括相干Libra钛宝石飞秒激光器、硅基液晶空间光调制器(LCOS SLM)、尼康CFI Plan Fluor 20XC MI物镜以及三轴精密扫描系统。
4:实验步骤与操作流程:
通过将激光聚焦于金刚石样品背面,移动样品远离物镜以制备柱状电极。
5:数据分析方法:
测量电极直径,并进行拉曼光谱分析以表征电极的石墨含量。
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Coherent Libra Ti:Sapphire femtosecond laser
Libra
Coherent
Used for graphitising diamond via non-linear absorption to produce column-like electrodes.
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Liquid crystal on silicon (LCOS) spatial light modulator (SLM)
X10468-07
Hamamatsu
Used to correct spherical aberrations at different depths in the diamond by modifying the beam wavefronts.
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Three-axis precision scanning system
A3200
Aerotech
Used to translate the sample with regard to the objective focal point.
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Nikon CFI Plan Fluor 20XC MI objective
CFI Plan Fluor 20XC MI
Nikon
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Pulse-energy meter
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Gentec-o
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LabRAM HR Evolution
Horiba
Used to perform Raman spectroscopy on columns from each array to characterise their graphitic content.
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