金刚石膜

金刚石膜（diamond film），工学-材料科学与工程-金属-[薄膜材料]，通过化学气相沉积方法在一定基底上合成，以膜层状形态存在的一种人造金刚石材料。金刚石与石墨互为同素异形体，是由碳元素组成的原子晶体，碳原子以sp3键杂化轨道与4个碳原子形成共价单键。20世纪80年代化学气相沉积金刚石膜制备技术取得突破，沉积金刚石膜的方法主要有热丝化学气相沉积法、微波等离子体化学气相沉积法和直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法。这些制备方法一般是在700～1200℃，低于大气压的氢气和碳源（如甲烷）混合气氛中进行的。与高温高压合成金刚石的条件不同，这一合成条件在热力学上属于石墨稳相、金刚石亚稳相区域，气氛中超平衡原子氢对石墨的选择性刻蚀制备出亚稳定的金刚石膜。金刚石膜按晶粒聚集状态可分为单晶金刚石膜和多晶金刚石膜；按是否依赖衬底而存在可分为金刚石薄膜涂层和金刚石自支撑膜；按应用领域可分为工具级、热沉级、光学级和电子级金刚石膜。金刚石膜性能优异，除机械强度以外，在其他力学、热学、光学、电学等性能上都与天然金刚石相当。