类金刚石磁盘保护膜的性能、应用与制备

类金刚石膜在磁盘和读写磁头之上形成一层关键的保护膜.磁存储密度的飞速发展可以使存储密度上限达到1万亿字节/英寸2.这要求读写磁头距离磁盘更近,即需要一层仅1 nm～2 nm厚的类金刚石薄膜.四面体结构的非晶碳膜能够满足磁存储技术的要求,即形成原子尺度平滑、连续、致密,只有几个原子层厚的碳膜.磁过滤阴极弧方法、等离子体增强化学气相沉积方法可用来制备符合要求的超薄碳膜.     

不锈钢基体预处理对合成类金刚石碳膜的影响

本文研究了在射频等离子体增强化学气相沉积工艺中不同的预处理方法对不锈钢基底上类金刚石碳膜生长的影响。所沉积的碳膜的结构和形貌分别用激光Raman光谱和扫描电子显微镜进行了分析，薄膜与基底的结合力通过划痕实验进行了表征。实验结果表明，通过采用合适的过渡层能显著提高类金刚石碳膜与基底的结合力，而通过化学腐蚀的方法对提高结合力的帮助不大。     

CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜,发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主;用高倍扫描电子显微镜分析显示,渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成.     

C-H-O和C-H-N体系生长金刚石膜的气相化学模拟

数值模拟了C-H-O和C-H-N体系的气相化学,构建了含氧和含氮气源化学气相沉积金刚石膜的三元相图,探讨了加氧和加氮影响金刚石膜生长的途径.结果表明,甲基是金刚石生长主要的前驱基团,乙炔导致非金刚石碳沉积,原子氢刻蚀非金刚石碳.通过气相反应改变这些基团的浓度是加氧的一个重要作用途径,而加氮在改变这些基团浓度的同时,CN等含氮基团还强烈地参与了金刚石膜成核和生长的表面过程.     

气相沉积

20011205 用物理方法使热塑性塑料表面金属化--BeitingerG.Metalloberflache,2001,55(3):40(德文) 提出用PVD替代化学表面金属化的方法,介绍了阴极溅射室的示意图及相应说明,列表说明了所使用的气体类别及在等离子处理的塑料表面上所形成官能团,得出了有关透明晶体聚合物和尼龙66两种塑料的试验结果.结果表明,金属与塑料结合是与刻蚀的气体和刻蚀的时间有关.未金属化的塑料基体的表面能与表面张力是气体刻蚀作用的函数,用铝、铬、钛、钯对塑料表面进行金属化处理,其基本方法也适用于其他金属化处理,并附有5篇参考资料. 20011206 化学气相沉积金刚石膜的质量和可靠性--Ali N.Surface Engineering,2000,16(5):421(英文) 探讨了化学气相沉积金刚石膜的工艺参数,如温度、基体性能、清洁度、甲烷浓度和与基体的结合对其质量和可靠性的影响.以膜层质量和可靠性最大效益为目标,介绍了基体的预处理,不同沉积阶段和后处理系统模拟的工艺处理方法. 20011207 化学气相沉积预置物料的激光脱附--Boise I D.美国专利,6051287.(1997.6.20) 化学气相沉积包括:在气相沉积室设置由预置物料颗粒所组成的工作靶;将热能传递到被选定的靶区以增加其温度,按预定的加热速率引发化学气相沉积预置物料的脱附和避免热能的主要部分被转变为与基体和脱附部位相连接的预置物料颗粒的内能.控制预置物料颗粒定向移动至基体的表面,同时引发被脱附的预置物料颗粒的分解. 20011208 金刚石薄膜--Rakhimov A.美国专利,6042900.(1996.3.12) 用于沉积金刚石薄膜的化学气相沉积方法包括:在丝栅阴极上按选定的距离在基体和阴极之间设置阳极;加热基体;通入H2和H2与含碳气体的混合气;选择气压和以等离子体形态给电;加热格栅阳极至1 100℃以上,使金刚石薄膜达到选定的厚度. 20011209 密闭循环-氧化碳自含镍源羰基化物的沉积处理--Chemical Vapor Deposition Systems Inc.美国专利,6048578.(1998.11.14) 镍气相沉积处理包括:装入工件并向气相沉积室通入镍羰基化物(NC)以沉积镍层,其次从沉积室移出已用过的贫镍混合气体至NC冷凝装置以还原其NC的浓度,冷凝分一,二两个装置,采用冷冻、融化的方式交替进行;经第二个冷凝装置的还原浓度气体再送入内装镍粉的NC反应器,以产生新鲜的含NC和CO的混合气体. 20011210 化学气相沉积多层涂层--Commissariat a L′ EnergieAtomiqaeParis France.美国专利,6040012.(1998.8.12) 在工作介质为氰、钛铝氯化物和还原气体(氮、氨)的条件下,用化学气相沉积方法沉积出有两层或两层以上的氮化钛(或钛铝氮化物)和多层涂层. 20011211 化学气相沉积铜基薄膜--Albany N Y.美国专利,6037001.(1998,9,18) 用下列有机化合物的混合物作铜源,化学气相沉积铜基薄膜.这些化合物为:≥1份配合基稳定化的β双酮基铜(I);≥1份β双酮基铜(Ⅱ),其反应物以气态形式传输,加热被涂覆的基体温度为50～500℃. 20011212 用射频等离子体轰击法向无定形类金刚石碳膜掺氨--Ogun A A.Surface Engineering,2000,16(5):427(英文) 在真空条件下,将氮等离子源形成的低能氮通量用于等离子强化的化学气相沉积的无定形类金刚石碳膜.与其他方法所制备的无定形类金刚石碳膜比较,本法所制得的膜为非键合氮,但具有较高的能级.对制备的无定形类金刚石碳膜进行了X光电子谱和罗曼谱的检测. 20011213 用硬化蒸涂层提高铝铸造模的使用寿命--MittererC.Casting Plant and Technology International,2000,16(2):48(英文) 铝合金模铸时,铸模承受磨蚀、腐蚀、焊合和热疲劳破坏,其结果是在低性能模具表面形成逐层破裂,降低了模具的使用寿命.利用等离子体加速的化学气相蒸镀技术,使形成的过渡金属氮化物薄的硬化层可显著地提高铸模和模芯的工作寿命 (以上彭补之译)     

通过制备Ti/TiC和Si/SixNy过渡层在铜基体上沉积类金刚石膜的研究

将磁控溅射物理气相沉积（MS-PVD）和电子回旋共振-微波等离子体增强化学气相沉积（ECR—PECVD）技术相结合，在铜基体上通过制备两种不同的过渡层，成功地沉积了类金刚石膜。拉曼光谱结果分析表明，所制备的碳膜都具有典型的类金刚石结构特征。通过原子力显微镜对薄膜的微观形貌进行分析，采用纳米压痕测量薄膜的硬度和模量。并对Ti／TiC过渡层和Si／SixNy过渡层上沉积的类金刚石薄膜进行了研究对比。     

CVD金刚石形核的研究

在钢渗铬层和硅片上进行了化学气相沉积金刚石膜，发现在渗铬层上形成的金刚石膜以球形金刚石为主；用高倍扫描电子显微镜分析显示，渗铬层上的球形金刚石是由大量二次晶核长大的微晶金刚石和非晶碳组成。     

等离子体化学气相沉积类金刚石碳膜的特性及应用

类金刚石（DLC）膜是含有sp^3杂化态的亚稳态非晶碳膜，是具有极高的硬度、化学稳定性和光学透明性的半导体材料。这篇综述介绍了用等离子体化学气相沉积DLC膜的沉积方法、所制备薄膜的特性及应用，最后展望了DLC膜的发展趋势。     

钢渗铬层上金刚石薄膜的表面、界面结构及附着性

在钢渗铬层表面用化学气相沉积(CVD))法制备了金刚石薄膜.使用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)和压痕法研究了金刚石膜的表面、界面结构及附着力.用拉曼光谱分析了金刚石膜的纯度及非金刚石碳相.甲烷含量超过0.6%(体积分数)后,金刚石膜为球形纳米晶,形核密度＞107cm-2.用甲烷含量为0.6%(体积分数)沉积的金刚石膜表面的残余压应力为1.22 Gpa,而膜背面的残余压应力更高,达2.61 Gpa.压痕显示在19.6 N载荷下膜发生开裂.TEM观察发现,膜/基界面为微观非平面,有利于提高金刚石膜的附着力.     

用于光学器件的类金刚石保护膜、減反射膜的性能评述

像金刚石一样坚硬的碳的同素异构体减反射膜是把一种碳氢化合物在电场中电离加速后沉积到基片上形成的.沉积是在一定的真空条件下进行的.这种类金刚石光学膜具有绝缘性能好、硬度极高、对酸类和有机熔剂具有化学惰性,具有1～2电子伏的光学带隙,折射率约为2.因此,人们对用这种光学膜作为保护涂层和减反射涂层产生了极大的兴趣.在第二部分介绍了为形成这种类金刚石薄膜而采用的真空镀膜技术.重点介绍了当今在类金刚石薄膜的制备中两种最成功的真空镀膜力法:射频镀膜法、双束法.在第三部分中.分析了薄膜的沉积条件和结构.然后分析和讨论了薄膜的特性.     

类金刚石薄膜的摩擦学特性及磨损机制研究进展

类金刚石薄膜已显示了重要的摩擦学应用价值,其中化学气相沉积的类金刚石薄膜(DLC)具有膜层致密、厚度均匀、摩擦学性能优良等特点成为广泛采用的一种沉积方法.本文介绍了气源成分、基体材料、摩擦环境、摩擦对偶、载荷及速度对化学气相沉积制备类金刚石薄膜的摩擦学特性的影响,概述了其摩擦磨损机理,同时探讨了进一步研究工作的方向.     

射频辉光放电等离子体化学气相沉积类金刚石膜的性能研究

用自行设计的RF PCVD(射频辉光放电等离子体化学气相沉积 )设备沉积类金刚石膜 ,并对膜的力学、光学、化学性能进行了分析。表明用该设备制备的类金刚石膜具有显微硬度高、磨擦系数小、膜基结合力高、对红外有良好的增透性 ,并且耐磨耐蚀、化学稳定性好。     

热丝法沉积金刚石膜工艺参数优的微观机理与预测

弄清化学气相沉积金刚石膜的机理对优化工艺参数具有指导意义.在前期工作中,作者辨析了氢原子、甲基和乙炔在金刚石膜沉积中的作用.本文建立了两个微观指标,即甲基浓度和氢原子与乙炔浓度的比值,分别对应生长金刚石和刻蚀非金刚石碳.通过对C-H和C-H-O反应气氛的模拟,讨论了这两个指标与灯丝温度、气源组成和气压的关系,并构建了含氧气氛生长金刚石的C-H-O三元相图.对热丝法沉积金刚石膜的工艺参数的优化选择进行了机理分析与预测,为工业化生产金刚石膜提供了参考.     

等离子体稳定性对曲面金刚石膜生长的影响

采用直流等离子体喷射化学气相沉积(DCPJCVD)制备曲面金刚石膜,等离子体稳定性对金刚石膜生长十分重要。研究表明,曲面金刚石膜长时间生长,阳极积聚石墨碳点,等离子体流动受阻失稳,金刚石膜含较多杂质。通过对阳极除碳处理,可维持稳定的等离子体、稳定的电子温度Te、均匀的活性原子及原子基团密度。制备的金刚石膜经SEM、Raman等表征,发现曲面金刚石膜致密、晶粒均匀,仅发现金刚石特征峰,制备的曲面金刚石膜质量较高。     

水冷反应室式MWPCVD制备金刚石膜装置研制

微波等离子体化学气相沉积(MWPCVD)是制备金刚石膜的一种重要方法.为了获得金刚石膜的高速率大面积沉积,研制成功了水冷反应室式MWPCVD制备金刚石膜的装置.装置在微波输入功率为3.0 kW时能长时间稳定运行,并在硅衬底上沉积出金刚石膜.     

金刚石微米聚晶结构的生长及其场发射特性研究

在覆盖金属钛层的陶瓷上,利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)法制备出类球状微米金刚石聚晶薄膜.利用扫描电子显微镜、拉曼光谱、X射线衍射,分析了薄膜的结构和表面形貌.测试了类球状微米金刚石聚晶膜的场致电子发射特性.开启电场仅为0.55V/μm,在2.18V/μm的电场下,其场发射电、流密度高达11mA/cm2.对类球状微米金刚石聚晶阵列形成机理和场发射机理进行了研究.     

CVD金刚石厚膜晶格缺陷分析

应用X射线衍射仪的薄膜附件对热丝化学气相沉积金刚石厚膜的成核面和生长面进行分析,结果表明,金刚石厚膜的晶格常数从生长面到形核面沿深度方向是逐渐变小的.化学气相沉积金刚石初期生长的晶体存在大量的空位等缺陷,晶格松弛,在金刚石膜持续生长过程中,形核面和膜内部在高温下发生长时间的自退火,缺陷浓度下降,晶格松弛现象消除,晶格常数变小并趋于理论值.试验表明,经长时间高温自退火的金刚石厚膜比薄膜具有更高的耐磨性.     

金刚石膜辐射探测器的研究进展

阐述了金刚石作为激发材料在辐射探测器中的应用范围,比较了硅、化学气相沉积(CVD)金刚石膜和天然金刚石作为探测器用激发材料的性能优劣,介绍了CVD金刚石膜辐射探测器的原理和结构,综述了金刚石辐射探测器的国内外研究进展,展望了CVD金刚石膜辐射探测器的应用前景.     

电子回旋共振微波等离子化学气相沉积金刚石薄膜

采用国内研制的电子回旋共振化学气相沉积设备(ECRCVD),在单晶硅片上沉积出了金刚石薄膜。通过扫描电子显微镜(SEM),X 射线衍射仪(XRD),激光拉曼谱仪(RAM)的测试,证明所沉积的薄膜具有明确的金刚石特征。所采用的 ECRCVD 设备,具有可以低压沉积、大面积均匀生长以及低温生长的优点。这种方法在合成金刚石光学膜,半导体膜以及其它薄膜方面有重要的应用前景。     

从专利文献分析化学气相沉积金刚石膜技术进展

化学气相沉积金刚石膜具有优异性能,在高新技术领域有着广泛应用。本文从国内外专利文献方面着重分析化学气相沉积金刚石膜技术研究与应用进展。