大气压介质阻挡放电等离子体具有大规模工业应用前景。高效地利用等离子体实现材料表面改性和功能结构构筑是本领域研究的重要课题。本文深入探索了大气压介质阻挡放电等离子体刻蚀行为和沉积行为基本过程,并对沉积的结构薄膜光学性能进行研究。课题采用介质阻挡放电等离子体放电深入研究其刻蚀行为对聚酰亚胺薄膜的活化过程的影响;于被活化的基片表面实施等离子体增强化学气相沉积成功获得SiO_xC_yH_z纳米颗粒、平整、褶皱薄膜,深入讨论各结构薄膜成型机理,揭示各结构薄膜形态生长过程及演变规律;最终分析褶皱薄膜与可见光的光学响应机制,为推广大气压介质阻挡放电等离子体在工业领域应用夯实基础。论文主要包括以下4方面:(1)等离子体刻蚀行为对聚酰亚胺基片的活化作用首先,分析不同放电时间下聚酰亚胺基片表面化学成分、物理形貌、浸润性能的变化,揭示等离子体刻蚀行为下聚酰亚胺基片的活化机制。其次,讨论了功率和氧气等放电参数对等离子体活化聚酰亚胺薄膜的影响。大功率纯氩气放电时,聚酰亚胺薄膜表面出现大量均匀分布的皮屑,剥皮效应明显增加,-c-o-和-c=o等化学键红外谱图中相对吸收峰强度增加;加入氧气后,等离子体放电区域内活性离子浓度增加,放电不均匀性增加,导致聚酰亚胺薄膜表面出现大量刻蚀痕迹,刻蚀不均匀性增加。最后,对聚酰亚胺基片表面亲水性时效性进行研究。(2)等离子体沉积sioxcyhz颗粒/平整薄膜载气氩气流速较慢时,薄膜以岛状生长模式为主,形成颗粒薄膜;当载气氩气流速较快时,薄膜以层状生长模式为主,形成平整连续薄膜。在sioxcyhz颗粒薄膜生长过程中加入氧气可增加无机成分的含量,促进颗粒薄膜由致密状向多孔发生转变,由拒水变为亲水。其次讨论了sioxcyhz平整薄膜的层状生长模式,通过观察平整薄膜受外力后破坏形貌及不同沉积时间薄膜表面化学元素占比,发现平整连续sioxcyhz薄膜存在多层结构,且层与层之间力学性能、化学元素占比差异较大,由下而上si元素逐渐增加,c元素逐渐减少,提出分层生长机制。(3)等离子体沉积sioxcyhz褶皱薄膜特定等离子体放电参数下,可获得sioxcyhz褶皱薄膜。通过研究基片模量、基片温度和放电气氛对sioxcyhz褶皱薄膜的影响和在线检测等手段,发现导致sioxcyhz薄膜褶皱结构产生的应力不是来源于薄膜与基片热力学性能差异,也不源于介质阻挡放电中的丝状放电。随后SiO_xC_yH_z薄膜褶皱正反面的化学成分分析显示褶皱薄膜正面无机成分较多,而反面有机成分较多,这可能是Si OxCyHz薄膜褶皱结构出现的重要原因。此外,对褶皱薄膜成型后生长模式进行探讨,通过扫描电子显微镜和原子力显微镜等结果表明,褶皱结构出现后随沉积时间的延长其不会发生大幅度的二次变形,而是在原有基础上继续生长,由较平坦的褶皱逐步发展为较饱满的褶皱。(4)SiO_xC_yH_z褶皱薄膜光学性能分析了具有一定取向、Z字形、各向同性、大尺度等不同形貌的褶皱的光学响应情况。通过分析发现,白光入射时各不同形貌的褶皱均显示出强烈的分光效果,体现出光栅特性,且不同形貌的褶皱都满足基本光栅方程。进一步对Z字形衍射光强度进行理论计算,分析了各衍射点出现的位置及原因。对各向同性的褶皱,分析了单/多圆环形衍射图案出现原因。对于大尺度褶皱,出现多级衍射明纹。褶皱中可能包含不同光栅常数的多重光栅结构,光栅常数的选取需要科学的分析。