高浓度氩气对金刚石膜的质量、晶粒尺寸和硬度的影响

为研究Ar浓度对金刚石膜的质量的影响,采用微波等离子体化学气相沉积法,以Ar/H2/CH4为气源,通过改变反应气源中的Ar流量,在P型Si(100)基片上分别沉积了不同晶粒尺寸的金刚石膜(微米、纳米以及超纳米)。采用扫描电子显微镜、拉曼光谱仪、X射线衍射仪、往复式摩擦磨损试验机等设备对金刚石薄膜的表面形貌、晶粒尺寸、薄膜质量、残余应力以及微观硬度等特性进行了分析。结果表明:随着Ar流量的增加,金刚石膜晶粒尺寸减小;由G峰漂移引起的拉应力先减小后增大;薄膜中非金刚石含量增加,硬度下降。

超纳米金刚石薄膜的显微力学性能表征（英文）

研究4种不同气氛下制备的可应用于MEMS方面的超纳米金刚石薄膜的显微力学特征。利用纳米压痕技术得到样品的加载-卸载曲线及硬度和弹性模量随压入深度的变化关系。结果表明,无Ar条件下制备的薄膜具有最好的弹性回复能力、最高的硬度(72.9 GPa)和弹性模量(693.7 GPa)。同时低Ar含量更有利于提高薄膜的硬度和弹性模量。以上结果说明无Ar或低Ar含量更有利于提高纳米金刚石薄膜的力学性能,以更好地应用于MEMS方面。