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高功率脉冲复合直流磁控溅射制备类金刚石薄膜的结构与性能

高迪  林松盛  许伟  邹俭鹏  杨洪志  
【摘要】:采用高功率脉冲复合直流磁控溅射技术,以工作气压、基底偏压和靶电压为影响因素设计正交试验进行类金刚石(DLC)薄膜的制备研究,采用扫描电镜(SEM)、纳米硬度计、拉曼光谱和3D轮廓仪等对DLC膜层进行结构与性能分析。结果表明:制备得到的DLC薄膜厚度约为1μm,硬度在10.00~25.00 GPa之间,最高可达24.29 GPa;对DLC薄膜拉曼峰进行高斯拟合得到位于1 520~1 540 cm~(-1)处的特征峰G峰和1 330~1 370 cm~(-1)处的特征峰D峰。在3个影响因素中,基底偏压对膜层厚度、硬度、致密性及sp3含量的影响最大,而靶电压及工作气压对膜层结构性能影响较小。随着基底偏压的增加,薄膜厚度逐渐减小,硬度逐渐增大;峰强比Id/Ig逐渐减小,sp3含量逐渐增大,且薄膜截面由疏松多孔的柱状结构变为孔隙较少的致密结构。

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