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利用强流脉冲离子束技术在室温下沉积类金刚石薄膜研究

梅显秀  徐军  马腾才  
【摘要】:利用强流脉冲离子束技术在Si基体上快速大面积沉积类金刚石 (DLC)薄膜 .电压为 2 5 0kV ,束流密度为2 5 0A·cm- 2 ,脉宽为 80— 10 0ns,能流密度为 5J·cm- 2 的离子束 (主要由碳离子和氢离子组成 )聚焦到石墨靶材上 ,使石墨靶材充分蒸发和电离 ,在石墨靶的法线方向的Si基体上沉积非晶的碳薄膜 .Raman谱分析显示 ,所沉积薄膜为类金刚石薄膜 .随着靶材与基体之间距离的减小 ,薄膜中sp3碳成分含量增加 ,同时硬度值也有所增大 ,并且薄膜的摩擦系数和表面粗糙度增加 .x射线光电子能谱 (XPS)分析显示薄膜中的sp3碳含量为 4 0 %左右 .由扫描电子显微镜和原子力显微镜观察得知 ,薄膜表面比较光滑 ,表面的粗糙度不大 .薄膜显微硬度在 2 0— 30GPa之间 ,薄膜的摩擦系数为 0 16— 0 38之间

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