纳米结构碳膜的横向载流电接触特性研究

针对非晶碳膜和石墨烯纳晶碳膜两种不同纳米结构碳膜，通过导电金刚石与碳膜接触在薄膜内部产生横向载流，利用电接触纳米压痕测试研究得到石墨烯纳晶碳膜在力电耦合下具有良好的力学和电学稳定性。电流密度对两种纳米结构碳膜的力学性能的影响结果表明：非晶碳膜在电流密度增加时产生结构转变，使其力学性能增加，而石墨烯纳晶碳膜则由于原子密度低，导电性好，在电接触下表现出稳定的力学性能。电接触下的碳膜电学特性研究表明：探针与碳膜接触界面存异质结。随着外加电场强度的增加，两种碳膜的电势势垒呈线性增加；随着载荷增加，材料应变使非晶碳膜电势势垒呈线性增加；而石墨烯纳晶碳膜受应力作用下的能带调制作用较弱，电势势垒稳定，并且由于其扩散电导率较高，在电接触卸载中的电流滞后效应较弱。研究结果为纳米结构碳膜在电接触器件表面的应用提供理论基础。