磁控溅射法制备类金刚石薄膜的结构与性质研究

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类金刚石薄膜(DLC膜)具有很高的硬度、耐磨性、导热性、绝缘性、高的透光性、化学惰性强及其良好的生物相容性等特点,已被广泛的应用于机械、电子、光学及医学领域。与金刚石薄膜相比,DLC膜的制备具有设备简单,制备成本低,沉积速率高等优点,因而具有很高的研究价值。 以高纯石墨片为靶材,采用非平衡磁控溅射法制备了DLC膜。研究DLC膜在玻璃基体表面产生褶皱的原因,从增强膜基结合力的角度入手,考察超声清洗对膜基结合力的影响。 为了与玻璃基体对照,另选用Ni、Mo、Si三种材料作为基体,制备DLC膜,采用Raman光谱分析薄膜的结构,比较不同基体的膜基结合力和薄膜的直流导电性的差异。其中玻璃基体与DLC膜结合力最差,不宜直接成膜,而DLC膜在其它三种基体上附着力较好,Ni基体制备的薄膜中含有较多的sp~2杂化碳原子,导电性能良好。 为增强膜基结合力,采用电子束沉积方法,先在玻璃基体表面沉积一层Ni的过渡层,然后采用非平衡磁控溅射的方法在过渡层上继续沉积DLC薄膜,制备Ni/DLC复合薄膜。通过扫描电镜、激光Raman、数字万用表对薄膜结构和性质进行分析。结果表明,薄膜表面光滑、平整、致密,具有DLC膜的Raman光谱特征,有良好的电学性质。
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