在PCVD成膜过程中,电子温度是一个重要的参数,它对于在成膜中起关键作用的反应粒子和基因的产生和变化具体决定性的影响.如果可以通过改变电子温度来对生长某种类型膜的反应粒子进行优化选择,进而可以对所合成薄膜的各种性质来进行控制,这在等离子体的工业应用中将具有广阔的前景.在前人的工作中,研究的焦点主要集中在控制电子温度的有效方法以及电子温度改变后对电子温度、密度等等离子体参数变化的诊断上,而对于电子温度改变对等离子体中反应粒子和基团的影响,以及由此产生的所合成膜的影响的研究,工作才刚刚开始.该论文主要在该实验室自行研制的电子的助进化学气相沉积金刚石膜装置(EACVD)上,对于新的C<,2>H<,2>+H<,2>放电体系,采用掺入惰性气体Ar气的方法来改变等离子体中的电子温度(降低),进而研究不同的Ar比例(对应于不同的电子温度)对于等离子中反应粒子和基团的影响,以及由反应粒子和基团变化所导致的对所成薄膜属性的影响.我们使用了静电双探针、质谱和可见光谱对实验中的等离子体参数以及基底附近粒子和基团的变化作了研究.结果指出,随着电子温度的降低,等离子体中一个碳成分CH<,X>随电子温度降低而减少,而二个碳成分C<,2>H<,X>却呈上升趋势,更加引人注目的是三个碳成分C<,3>含量的急剧增加.我们使用了Raman光谱、X射线衍射以及扫描电子显微镜等手段对薄膜的结构和表面形貌进行了研究.结果指出,在C<,2>H<,2>+H<,2>放电体系中,电子温度是个很重要的过程参数,它直接影响了等离子体中反应粒子和基团,并影响了所成薄膜的属性;随着电子温度的降低,所合成的薄膜经历了一系列的相变过程,由晶态的金刚石相逐步转化非晶的DLC相,随着Ar比例的进一步增加(电子温度进一步降低),非晶的DLC相又会转变成晶态的石墨相.扫描电子显微镜的结果也指出,电子温度对所成薄膜的表面形貌也有很大的影响;随着电子温度的降低,所成的晶粒有明显变小的趋势.在电子温度低到一定的程度的时候(90％以上的Ar比例时),由X-射线衍射分析可以知道,此时的晶粒为纳米石墨晶体.