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立方氮化硼薄膜的掺杂和特性研究的综述报告
立方氮化硼（cBN）是一种具有极高硬度和化学稳定性的材料，因此广泛应用于切削工具、陶瓷加工和抛光材料等领域。为了进一步拓展cBN的应用领域，人们研究了cBN的掺杂及其特性。
掺杂cBN的方法主要有化学汽相沉积、物理汽相沉积、离子束沉积和高压高温合成等。目前，较为成功的掺杂元素为镓、铝、硼等元素。这些元素的掺杂可改变cBN的电学和磁学性质、晶体结构以及机械性能。例如，掺杂铝可使cBN的硬度略有下降，但导热性明显提高，主要是由于铝掺杂引入了很多空穴。
在掺杂cBN后，其晶体结构与性质也发生了变化。通过掺杂，一些非晶态或类晶态的相组织进入了cBN中，形成混合结构。这些非晶态相的存在可以改善cBN的塑性行为，增加其断裂韧性和韧性。另外，掺杂元素可以影响存在于cBN中的氮原子，从而改变其化学键强度。例如，镓或硼掺杂会引起氮原子的重新配对或表面变异，导致掺杂的cBN出现半导体特性。
研究表明，掺杂cBN可以显著改善其性能。例如，添加铝元素可以使cBN材料的导热性大幅提高，具有更高的热稳定性；掺杂镓元素可以得到高压-高温合成的强磁性cBN。对于工业切削刀具应用而言，具有良好力学性能、高硬度和热稳定性的铝掺杂cBN有望成为极具应用前景的材料。
当前研究表明，这些掺杂cBN的工艺还需要进行更深入的研究和探索。例如，需要研究掺杂对cBN晶格缺陷的影响和改变，深入掌握掺杂的原理和机制，并进一步探索应用这些掺杂cBN材料的潜力。
综上所述，cBN作为一种著名的超硬材料，其掺杂研究为我们提供了一条开发新型材料的途径。通过掺杂，我们可以改变cBN的电学和磁学性质、晶体结构以及机械性能，进而利用这些性质获得更加优异的材料性能。尽管目前仍存在一定的技术难题，但随着研究的不断深入，我们相信cBN掺杂技术的发展潜力将越来越巨大。