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掺氮类金刚石薄膜(简称DLC:N)中含有一定数量的sp3C—N键,使其成为一种最新型的、具备氮化钛的化学稳定性和热稳定性等优点的理想超硬材料,其硬度已接近金刚石。本文采用射频反应磁控溅射方法在Si(100)衬底上,以N2和Ar为溅射气体,在室温条件下制备了掺氮类金刚石薄膜,其特点是沉积温度低,沉积速率大,可以大面积成膜,氮化碳的研制成功将会开辟材料应用的新领域。本文第一章简单阐述了掺氮类金刚石薄膜的研究背景及意义,介绍了制备掺氮类金刚石薄膜的方法,并综述了轨道杂化理论和化学键类型以及氮在类金刚石薄膜中可能的成键方式。第二章介绍了磁控溅射技术的发展及其工作原理,并综述了掺氮类金刚石薄膜的表征方法及原理,包括拉曼光谱(Raman)、X射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)、原子力显微镜(AFM)、扫描电镜(SEM)。第三章介绍了射频磁控溅射方法制备薄膜的步骤及设备操作的步骤,并制备了DLC薄膜及DLC:N薄膜,对其成分和结构进行了对比。利用Rarnan光谱、XPS研究了薄膜的成分、结构,利用AFM、SEM研究了薄膜的形貌;结果表明:DLC:N薄膜的Raman光谱的D峰和G峰都向低波数段偏移,且ID/IG比值比DLC薄膜的小,表明薄膜仍然是类金刚石结构,且sp3含量增加。XPS成分分析说明DLC薄膜中掺氮成功。形貌分析得出DLC:N薄膜比DLC薄膜更光滑,晶粒尺寸变小,且薄膜更致密。第四章对射频反应溅射制备的DLC:N薄膜进行了红外光谱分析,进一步表明了DLC薄膜中掺氮成功,并且薄膜中碳氮进行了化合,形成C-N、C=N、C≡N键。对不同工艺参数下制备的DLC:N薄膜进行了结构和成分表征。XPS光谱分析得出,薄膜中碳氮进行了化合,通过洛仑兹解谱得出薄膜中含有C-N、C=N、C≡N键;且N2气流量增加使得薄膜中含氮量增加,加偏压也使薄膜的含氮量提高。随着偏压的增加,sp3含量先增后减,薄膜粗糙度先减小再增大,在-100V时,薄膜中sp3含量最高,薄膜粗糙度最小。随着溅射功率的增大,薄膜中sp3键含量增加。对不同N2流量下制备的薄膜进行SEM形貌表征,显示薄膜与基片紧密结合。