致密非晶碳氢薄膜的结构

利用完全抑制网络结构（ＦＣＮ）模拟计算氢化非晶碳（ａ－Ｃ：Ｈ）膜的组成．形成致密 ａ－Ｃ：Ｈ膜的条件是 Ｈ、ｓｐ２Ｃ和ｓｐ３Ｃ应在其三元相图中的一个三角形区域内．实验数据表明，模拟结果与实验结果吻合得很好．在 ａ－Ｃ：Ｈ中存在氢、四面体碳、乙烯、苯环和双苯等结构，它们的相对含量在三角形区域内变化。该理论模拟对薄膜光学间隙的实验分析给出了很好的解释．

RF-PECVD掺溴非晶碳氢膜的Raman光谱分析

在室温条件下,以溴乙烷为单体、氢气为载气,用13.56MHz射频等离子体化学气相淀积方法(RF-PECVD)在硅片衬底上生长了掺溴非晶碳氢薄膜(a-C∶Br∶H)。通过对其进行Raman光谱分析,研究了工作气压对薄膜结构的影响。结果显示:随着气体工作压力从20Pa下降至5Pa,样品D峰强度增强,ID/IG值逐步由1.18增加至1.36,G峰的位置向高频轻微移动;与此同时,薄膜生长方式逐步转为低能态形式生长,薄膜中sp2C逐步由链式结构向环式结构转化。

非晶碳氢膜的介电谱与分形结构

利用 RF- DC辉光放电等离子化学气相沉积法制备了非晶碳氢膜 ,并测试了其介电谱 ,用分形理论研究了这种无序结构材料的介电谱与物质结构的关系。结果表明 ,低频反常色散介电谱确实可以传达物质结构的信息。

非晶碳氢／非晶硒复印感光体的耐磨及抗擦伤性能研究

为了考察非晶碳氢／非晶硒（ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ）复印感光体的耐磨和抗擦伤性能，用线接触往复滑动摩擦试验，模拟感光体承受的机械摩擦状况，对（ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ）／４５＃钢和ａ－Ｓｅ／４５＃钢试样进行了对比试验研究．结果表明，ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ双层膜的耐磨性和抗擦伤能力均比ａ－Ｓｅ单层膜的好．扫描电子显微镜观察发现：在给定的试验条件下，双层膜中只有ａ－Ｃ∶Ｈ膜产生了磨痕，而ａ－Ｓｅ膜保持完好；相反，无ａ－Ｃ∶Ｈ膜保护的ａ－Ｓｅ单层膜的擦伤严重，而且在ａ－Ｓｅ涂层磨痕处的Ｘ射线能量色散谱中显示有微量的基体金属元素Ｆｅ存在．根据ａ－Ｃ∶Ｈ膜中原子团的红外光谱分析结果，还对ａ－Ｃ∶Ｈ／ａ－Ｓｅ双层膜良好的摩擦磨损性能作了解释：比较软的ａ－Ｓｅ膜延缓了比较硬的ａ－Ｃ∶Ｈ膜的损伤破碎，前者在后者与硬钢基体间起着固体润滑作用。

氟化非晶碳氢薄膜的红外结构及其电学特性

通过感应耦合等离子体(ICP)化学气相沉积方法并利用C4F8和H2的混合气体制备了氟化非晶碳氢(a C:F,H)薄膜.使用红外光谱仪分析了薄膜的结构.研究了金属Al/a C:F、H/SiMIS结构在不同环境光和不同频率下的电容 电压(C V)特性.红外结果表明,在800cm～1800cm-1和2700～3100cm-1的波数范围内,薄膜存在大量的C——C、C—F和C—H的振动结构.从薄膜的C V曲线的计算结果表明,薄膜当中的缺陷电荷约为1.07×1010cm-2,这些电荷主要局域在C——C双键周围 同时,由于界面陷阱电荷的存在,使得C V曲线随着测试频率的增加向负偏置方向偏移.

He^+辐照对非晶碳氢薄膜表面硬度的影响

在室温下,利用等离子体增强的化学气相沉积法(PECVD)在硅衬底上制备了非晶碳氢薄膜。采用100keV,剂量分别为1.0×1015、5.0×1015、5.0×1016和1.0×1017ions/cm2的He离子(He+)对非晶碳氢薄膜进行辐照实验。通过基于原子力显微镜(AFM)的纳米压痕和纳米划痕技术,对He+辐照前后碳氢薄膜的表面硬度进行分析。结果表明,经He+辐照后碳氢薄膜的表面硬度明显增加,并且随着He+辐照剂量增加,碳氢薄膜的表面硬度呈逐渐增加的趋势。傅里叶变换红外光谱(FT-IR)和拉曼光谱分析表明,He+辐照会导致碳氢薄膜中sp2C键含量明显增加,而sp3C键及H原子的含量明显降低,这可能是引起碳氢薄膜硬度变化的主要原因。

用在线椭偏仪研究非晶碳氢膜沉积和刻蚀过程

利用在线椭偏仪对非晶碳氢膜进行了光学常数、沉积率和刻蚀率的测量。在无直流负偏压或偏压较小时,薄膜呈现聚合物结构,折射率和消光系数较小;当增加直流负偏压时,薄膜的折射率和消光系数显著提高,所成膜为硬质非晶碳氢膜。在以CH4作为气源进行沉积时,随着偏压的增加,沉积率先升高再降低,在偏压为-100V时,沉积率为最大。H2/N2(30%N2)的混合气体的刻蚀率要比单独用H2作为刻蚀气体的刻蚀率要大。对于CH4/N2(30%N2),在偏压从0V增加到300V过程中,在大约50V时,基底上的薄膜有一个从沉积到刻蚀的转化过程。

非晶碳氢薄膜结构及光学间隙

利用完全抑制网络结构 (FCN)对氢化非晶碳 (α -C :H)膜组成进行模拟计算 ,得出形成质密α -C :H膜条件是H、SP2 C和SP3 C在其三元相图中应在一个三角形区域内 .大量实验数据表明 ,模拟结果与实验结果相当吻合 .在α -C :H中主要存在氢、四面体碳、乙烯、苯环和双苯等结构 ,它们相对含量在三角形区域内变化 .该理论模拟对薄膜光学间隙的实验分析给予了很好的解释 .

非晶碳氢膜晶化分形体密度簇模拟

在非晶碳氢膜非平衡凝聚分形计算机模拟的系列工作基础上,模拟了密度簇,这有益于对非晶碳氢膜晶化机制的进一步研究和开发利用。

非晶碳氢膜晶化凝聚的六角阵模拟

利用计算机随机函数模拟非晶碳氢膜非平衡晶化凝聚,获得六角阵情况下的链环状晶化凝聚分形,而且分维值与正方阵情况下的相同。复合膜a-C:H/KCl中的分维值为1.81±0.03,a-C:H/a-Se中的为1.37±0.02。

不同沉积粒子对非晶碳氢薄膜性质影响的分子动力学研究

非晶碳氢薄膜(a-C:H film)是一类具有亚稳态非晶结构的薄膜材料,具有许多优异特性,如极好的力学性能、光学透过性、生物相容性、极低真空摩擦系数等。文章介绍了不同沉积粒子在不同入射能量及角度的情况下,对非晶碳氢薄膜C、H原子含量、沉积率,薄膜粗糙度和sp3键组态的碳含量的影响。

非晶碳氢薄膜完全抑制网络结构研究

利用完全抑制网络结构（ＦＣＮ）对氢化非晶碳（ａ － Ｃ∶Ｈ）膜组成进行模拟计算，得出形成质密ａ－ Ｃ∶Ｈ 膜条件是Ｈ、ＳＰ２ Ｃ和ＳＰ３ Ｃ在其三元相图中应在一个三角形区域内。大量实验数据表明，模拟结果与实验结果相当吻合。在ａ－ Ｃ∶Ｈ 中主要存在氢、四面体碳、乙烯、苯环和双苯等结构，它们相对含量可由公式理论计算得出。

四面体无定型无氢非晶碳膜的制备及其摩擦学性能研究

采用磁过滤阴极真空弧系统分别在硅片[Si(100)]、W18Cr4V高速钢和Cr18Ni9不锈钢基体上沉积了一系列sp3键含量较高的四面体无定型无氢非晶碳膜(ta-C),研究了所合成薄膜的结构、硬度、附着强度和摩擦磨损性能,考察了基体和薄膜厚度对薄膜摩擦系数的影响,简要分析了相应ta-C膜的失效机理.结果表明,在高速钢基体上沉积的ta-C膜的显微硬度为76GPa,结合力Lc值达42N,具有优良的摩擦学性能,其摩擦系数为0.12,且摩擦系数可以在16000r范围内保持稳定.

Fe掺杂氢化非晶碳薄膜制备及其热稳定性能

以H2、反式-2-丁烯(T2B)和二茂铁混合气体为工作气体,用金属有机等离子体增强化学气相沉积法(PECVD)制备了Fe掺杂氢化非晶碳(a-C:H:Fe)薄膜。使用X射线光电子能谱(XPS)对a-C:H:Fe薄膜成分进行了分析。使用台阶仪、场发射扫描电镜(FESEM)、热重分析和紫外可见分光光度计(UV-VIS),对比分析了a-C:H薄膜和a-C:H:Fe薄膜的沉积速率、表面形貌、热稳定性和光学带隙变化。研究表明:相同制备条件下,相比a-C:H薄膜,a-C:H:Fe薄膜的沉积速率高,表面颗粒小,容易碳化,光学带隙变窄。

氢化非晶碳膜完全抑制网络结构研究

利用完全抑制网络结构 ( FCN)对氢化非晶碳膜 ( a-C:H)组成进行模拟计算 ,得出形成 a-C:H条件是 H、sp2 C和 sp3C在其三元相图中须在一个三角形区域内 .大量实验数据证明 ,模拟结果与实验结果相当吻合 .在 a-C:H中主要存在 H、 C C 、sp3C和苯环 4种结构 .当两种组成确定时 ,另外两种组成可通过公式计算得出 .

氢化非晶碳膜与硅的界面特性

利用直流辉光放电分解碳氢气体来淀积a-C:H(氢化非晶碳)膜,通过测量Al/a-C:H/Si MIS结构的高频C-V曲线讨论了a-C:H/Si界面的电子特性.结果表明a-C:H/Si膜有可能用作半导体器件的表面钝化膜。

金刚石膜和氢化非晶碳膜电阻率测量的对比研究

对金刚石膜和氢化非晶碳膜的电阻率测试方法进行了对比研究 .即对金刚石膜采用“大”尺度电极 ,氢化非晶碳膜采用“大”尺度电极和小尺度电极测量I-V曲线进行对比分析和讨论 。

有机源制备的氢化非晶碳膜的新颖发光行为

利用有机碳源 (二甲苯 ) ,采用等离子体增强化学气相沉积 (PECVD)系统制备了一系列氢化非晶碳 (a C :H)薄膜样品 .与利用甲烷 (CH4)制备的a C :H不同 ,该样品的光致发光峰位于蓝绿光范围并且呈现多峰结构 ,而不是表现为一个较宽的单峰 .同时样品发光峰的特征随着制备过程中功率不同而变化 .认为 :a C :H薄膜中的芳香环结构的引入产生了新的发光中心 。

无氢四面体非晶碳膜在海水中的摩擦学性能

为了开发能直接应用于海洋环境的自润滑材料,在不锈钢表面制备无氢四面体非晶碳(ta-DLC)膜,分别测试和比较ta-DLC膜在海水、水和油中的摩擦学性能。结果表明:ta-DLC膜在海水中的摩擦系数小于0.1,磨痕最窄且浅,表现出最优异的摩擦学性能,其水中摩擦学性能略差于其海水中摩擦学性能,在油中摩擦学性能最差。ta-DLC膜在海水润滑领域具有广阔应用前景。

硅、锗衬底上的软硬碳氢膜

我们使用射频-直流辉光放电系统制备了非晶碳氢膜（a-C:H）,所用的衬底为半导体级抛光后的硅、锗单晶片,锗片纯度在9个9以上,硅片为N型,电阻率10～20Ω·cm为研究淀积源对膜层结构的影响,我们除使用气态源乙炔（C2H2）外,还使用了液态源戌烷(C5H12)。所用淀积参数为:高频频率10MHz,高频功率密度1.4～2.8W/cm2（未能精确测量）,直流偏压0～600V,气体流量0.3～0.61/min,反应室内压强0.01～1托,衬底温度:室温～300℃。