微-纳米复合金刚石薄膜的制备与性能研究

在钛-铝-钼为过渡层的Cu片上,用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法首先沉积一层微米金刚石薄膜,然后沉积纳米金刚石薄膜,制备了微-纳米复合金刚石薄膜.利用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面形貌及界面状态,利用拉曼光谱及X射线衍射对薄膜微结构进行分析并采用压痕法检测了膜基间的结合力并观察了压痕的状态.结果表明,该薄膜下层颗粒粗大,是微米级的金刚石,上层颗粒细小,是纳米级的金刚石,薄膜表面平整光滑;薄膜的附着力与纳米金刚石沉积时间的长短有关,当沉积时间为2 h时,薄膜与衬底的结合力最好.     

氧化铝基体表面预处理对金刚石薄膜生长的影响

采用微波等离子体化学气相沉积方法,在经不同预处理的氧化铝衬底上沉积金刚石薄膜.用X射线衍射仪、激光拉曼光谱仪、扫描电镜(SEM)对所得薄膜的成分、物相纯度和表面形貌进行表征,比较不同的预处理方式对金刚石薄膜生长的影响.结果表明,基体表面经过熔融碱腐蚀后形成薄膜的膜基结合良好且膜材质量最佳,但表面平整度较低;而基体只经金刚石微粉乙醇悬浊液超声处理则在沉积时金刚石容易成膜,且结构要更为致密;在经过酸腐蚀的基体上沉积金刚石薄膜时,容易在薄膜与基体之间先形成过渡层,而后才进行金刚石薄膜的沉积.所得结果表明熔融碱腐蚀处理是获得电学应用氧化铝基金刚石薄膜复合材料的最适宜的基体表面预处理.     

连续式离子层吸附与反应法沉积CuSCN薄膜及其微观结构、光学特性研究

采用乙二醇作溶剂,以连续式离子层吸附与反应法(SILAR)实现硫氰酸亚铜(CuSCN)薄膜在ITO、TiO2薄膜以及玻璃衬底上的沉积.通过X射线衍射、扫描电镜和紫外-可见光透过谱等手段表征薄膜结晶性、表面和断面微观形貌以及光学特性.结果表明,衬底以及溶剂性质均对SILAR法薄膜沉积过程存在重要影响.ITO衬底上获得的CuSCN薄膜更为致密,呈结晶态,而TiO2薄膜衬底上的CuSCN薄膜主要由颗粒组成,为非晶态.随沉积次数增加,薄膜表面粗糙度增大,光学透过率逐渐下降.在优化条件下(ITO衬底,20次沉积循环),所得CuSCN薄膜表面致密均匀,可见光透过率约60%.     

多层金刚石薄膜的制备研究

利用微波等离子体化学气相沉积法,以H_2/CH_4/CO_2为混合气源,在Si基底上分别沉积了单层微米、纳米以及三层(膜层结构为微米层(MCD)/纳米层(NCD)/微米层(MCD))金刚石薄膜。利用Raman光谱、扫描电子显微镜(SEM)和X射线衍射(XRD)表征金刚石膜,以得到样品质量、表面形貌、晶粒尺寸等信息。结果表明:微米金刚石晶薄膜粒粗大,表面粗糙,纳米金刚石薄膜晶粒细小,表面平整,生长过程中控制反应参数,可以制备出多层金刚石膜,三层结构的引入,可以明显降低表面粗糙度。     

金刚石薄膜用钢基表面过渡层研究进展

介绍了影响钢基表面金刚石薄膜沉积的不利因素,分析和综述了近10年来在提高金刚石薄膜质量以及薄膜粘结性等方面所采用的各种中间过渡层及其研究进展.过渡层可采用沉积法制备,也可采用表面改性法制备.过渡层可以制备成单层膜结构,也可制备成多层膜结构.对于不同的基底材料应选择不同的过渡层.     

铜上采用镍过渡层化学气相沉积金刚石薄膜的研究

采用镍过渡层研究了铜基片上金刚石薄膜的化学气相沉积．镍过渡层与铜基底间在高温退火条件下形成的铜镍共晶体明显地增强了金刚石薄膜与铜基片之间的结合力．用扫描电子显微镜和激光Ｒａｍａｎ谱研究了薄膜的形貌和质量;采用高温氢等离子体退火工艺在基片表面形成的铜镍碳氢共晶体上抑制了无定形碳和石墨的形成,有利于金刚石薄膜的生长．金刚石薄膜的均匀性受到共晶体的均匀性的影响．     

提高CVD金刚石薄膜附着力的方法及其研究进展

概述了金刚石薄膜与衬底附着力研究的最新进展,详细讨论了衬底材料的性质、衬底预处理方法、过渡层、负偏压以及CVD沉积条件对金刚石薄膜附着力的影响,总结出提高附着力的主要方法,并分析了金刚石薄膜的应用状况,指出了扩大金刚石薄膜应用的新方向及存在的主要问题.     

用于微机电系统的类金刚石膜制备及表征

采用等离子体源离子注入和电子回旋共振-微波等离子体辅助化学气相沉积技术相结合的方法在Si衬底上制备出了性能良好的类金刚石膜.通过共聚焦Raman光谱验证了薄膜的类金刚石特性,用原子力显微镜、微摩擦计和扫描电镜等对薄膜的表面形貌、摩擦系数和耐磨损性能进行了表征和测量.结果表明,用离子注入法制备过渡层大大提高了DLC膜与衬底的结合强度,薄膜的表面比较光滑,粗糙度大约为0.198 nm,具有较低的摩擦系数(0.1～0.15),具有较好的耐磨损性能.     

CuSCN薄膜的室温液相沉积及其光学性能

采用连续离子层吸附与反应(SILAR)方法, 在室温液相条件下(20～25℃)制备了沉积于玻璃衬底上的CuSCN半导体薄膜, 以X射线衍射、扫描电镜、光学透过谱考察了所得薄膜的晶体结构、微观表面断面形貌和光学性能, 探讨了影响CuSCN薄膜沉积的关键因素. 结果表明, 所得薄膜具有明显结晶性及沿c轴择优生长趋势, 表面致密、均匀, 分别由50～100nm的较大颗粒和20～30nm的小颗粒紧密堆聚而成; 薄膜在400～800nm波段的透过率为50%～70%, 光学禁带宽度为3.94eV. CuSCN薄膜的沉积过程受铜前驱液中S2O32-与Cu2+的摩尔比、衬底漂洗方式和生长温度等因素影响显著, 高络离子浓度、多次沉积反应后再进行衬底漂洗、以及室温生长条件有利于得到高质量的CuSCN薄膜.     

SiC/DLC过渡层对类金刚石薄膜力学性能的影响

采用等离子体浸没离子注入及沉积技术在钛合金(Ti6Al4V)表面制备了类金刚石薄膜和含有SiC/DLC过渡层的类金刚石薄膜。采用拉曼光谱及扫描电子显微镜分析了薄膜的成分和结构,并利用超显微硬度计、薄膜结合力测试仪和往复式摩擦实验机研究了薄膜的硬度、韧性、膜/基结合力和耐磨性。研究结果表明,SiC/DLC过渡层可以提高钛合金(Ti6Al4V)表面类金刚石薄膜的韧性及膜/基结合力,与未制备过渡层的类金刚石薄膜相比,含有SiC/DLC过渡层的类金刚石薄膜的耐磨性明显提高。