辅助气体组成对类金刚石薄膜结构和性能的影响

分别以氩气-甲烷、氩气-乙炔为辅助气体,高纯石墨为靶材,利用中频脉冲非平衡磁控溅射技术制备了类金刚石薄膜.采用Raman光谱、X射线光电子能谱、纳米压痕测试仪、原子力显微镜对所制备类金刚石薄膜的键结构、机械性能、表面形貌进行了分析.Raman光谱和X射线光电子能谱测试结果表明,以氩气-甲烷为辅助气体制备的类金刚石薄膜中sp3杂化键的含量比以氩气-乙炔为辅助气体制备的类金刚石薄膜的高.纳米压痕测试结果表明,以氩气-甲烷为辅助气体制备的类金刚石薄膜的纳米硬度比以氩气-乙炔为辅助气体的高.原子力显微镜测试结果表明,以氩气-甲烷为辅助气体制备的类金刚石薄膜的RMS表面粗糙度比以氩气-乙炔为辅助气体的低.以上结果说明辅助气体组成对类金刚石薄膜的键结构、机械性能、表面形貌有较大的影响.     

氟化类金刚石薄膜的研究进展

氟化类金刚石(FDLC)薄膜是在传统类金刚石膜基础上发展起来的一种新型表面改性材料.本文简述了FDLC薄膜的结构、性能,重点介绍了其制备工艺,讨论了源气体的种类和退火工艺对薄膜的影响.     

辅助气体压强比例对中频脉冲非平衡磁控溅射沉积类金刚石薄膜结构与性能的影响

以高纯石墨为靶材、氩气(Ar)和甲烷(CH4)为辅助气体,利用中频脉冲非平衡磁控溅射技术在不同气体压强比例下制备了类金刚石薄膜,采用原子力显微镜、拉曼光谱仪、傅立叶变换红外光谱仪、纳米压痕测试仪对所制备薄膜的表面形貌、微观结构、机械性能进行了分析.结果表明:当Ar气压强比例由17％增加到50％时,类金刚石薄膜的RMS表面粗糙度、sp3杂化键含量、纳米硬度、弹性模量随Ar气压强比例的增加而增加,当Ar气压强比例由50％增加到86％时,薄膜的RMS表面粗糙度、sp3杂化键含量、纳米硬度、弹性模量随Ar气压强比例的增加而减小.以上结果说明辅助气体压强比例对类金刚石薄膜的表面形貌、微观结构、机械性能有较大的影响.     

DBD等离子体合成类金刚石薄膜及其性能表征

利用一种新颖的高气压介质阻挡放电(DBD)等离子体下游区装置,以CH4、H2和Ar气体分别作为碳源与稀释气体,成功地进行了快速合成类金刚石薄膜的探索.实验分别研究了不同气体比例条件下类金刚石薄膜的生长情况.并对所合成的薄膜分别进行了水接触角、表面粗糙度、红外光谱和Raman光谱测试分析.结果表明,在放电等离子体下游区能够快速沉积特征峰明显的类金刚石薄膜,充分体现了高气压介质阻挡放电在材料合成方面的优势.     

射频磁控溅射制备类金刚石薄膜的特性

采用射频磁控溅射技术,用高纯石墨靶在单晶硅片、抛光不锈钢片上制备了类金刚石薄膜(DLC)。采用Raman光谱、原子力显微镜、显微硬度分析仪,表征了类金刚石薄膜的微观结构、表面形貌、硬度。结果表明,制备的类金刚石薄膜中含sp2、sp3杂化碳键,具有典型的类金刚石结构特征。计算表明,对应sp3杂化碳原子含量的ID1IG为3.18;薄膜的表面十分平整光滑,表面粗糙度极低,平均粗糙度Ra为0.17 nm;薄膜硬度可以高达30.8 GPa。     

电子回旋共振-微波等离子体化学气相沉积法制备a-C∶H(N)薄膜

采用电子回旋共振-微波等离子体化学气相沉积技术,使用CH4和N2混合气作为反应气体,在硅衬底上制备掺氮含氢非晶碳(a-C∶H(N))薄膜.紫外Raman光谱证实了薄膜的类金刚石特性;傅立叶变换红外光谱表明薄膜中存在CH和CN键结构.采用原子力显微镜(AFM)观察薄膜的微观表面形貌,结果表明薄膜表面光滑.论文详细叙述了薄膜制备工艺,对测试结果进行了分析讨论,也对这种薄膜在微电子机械系统中的潜在应用进行了探讨.     

掺氮类金刚石薄膜的制备及其结构表征

采用射频磁控反应溅射法,Ar气为溅射气体,N2气为反应气体,用高纯石墨靶在Si（100）片上制备了掺氮类金刚石薄膜,采用X射线光电子能谱（XPS）、拉曼光谱（Raman）、扫描电子显微镜（SEM）,表征了掺氮类金刚石薄膜的微观结构、表面及截面形貌。Raman光谱结果表明,制备的掺氮类金刚石薄膜中含有特征峰D峰和G峰,分别位于1339．2cm^-1、1554．6cm^-1均向低波数段频移,具有典型的类金刚石结构特征;XPS光谱的C1s和N1s的芯能级证实了薄膜中的碳氮进行了化合,形成了C-N、C=N、C=N,说明薄膜中形成了非晶碳氮结构;同时SEM结果表明实验所制备的薄膜表面均匀、致密、光滑,从截面照片观察,薄膜与衬底结合紧密,薄膜的厚度大约为150nm。     

射频等离子体增强化学气相沉积类金刚石薄膜的结构及摩擦学性能研究

以C2H2为碳源,Ar为辅助气体,利用射频等离子体化学气相沉积的方法在载玻片上成功地制备了类金刚石(DLC)薄膜.通过红外光谱分析了所制备DLC薄膜的结构;利用原子力显微镜分析了薄膜的表面形貌;通过表面轮廓仪测量了薄膜的沉积速率;还利用摩擦磨损仪对薄膜的机械性能进行了研究.实验结果表明,制备的DLC薄膜比较致密、均匀,有较好的耐磨性能.     

燃焰法沉积金刚石薄膜的实验研究

研究分析了燃焰法沉积金刚石薄膜时基片表面处理状态，燃烧气体流量比基片温度对薄膜成核密度、质量和晶体形态的影响。结果表明，在不同粒度的研磨粉研磨的基片表面上金刚石薄膜成核密度不同；燃烧气体流量配比对金刚石薄膜的质量影响很大；基片温度是影响金刚石薄膜晶体形态的一个重要因素。     

类金刚石薄膜的表面性能研究

利用微波-ECR等离子体源全方位离子注入设备,采用PSII与PSII+PECVD工艺在医用316L不锈钢上制备碳改性薄膜.Raman光谱分析表明,薄膜为典型的类金刚石(DLC) 薄膜.静态接触角测量技术研究表明:在酸碱溶液中,DLC薄膜表面价键遭到破坏,稳定性降低.不同工艺制备的DLC薄膜表面能在40mN/m左右,极性分量大于色散分量,呈现出疏水性质.DLC薄膜表面能高低取决于表面碳碳键与粗糙度的变化.