阴极真空弧源沉积氟化类金刚石薄膜的结构与性能研究

• 作者: 冷永祥 姚志强 孙鸿 杨萍 王进 陈俊英 黄楠
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 氟化类金刚石膜 磁过滤阴极真空弧源 Raman光谱 机械性能 疏水性能
• 年，卷（期）: 2005,（3）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 727-734
• 页数: 8页
• 分类号: O484|TB43
• 字数: 3105字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3321/j.issn:1000-324X.2005.03.034

摘要

采用脉冲磁过滤阴极真空弧源沉积系统(FCVA)在单晶硅基片上制备了含氟量不同的一系列氟化类金刚石膜(a-C:F).重点研究了氟掺杂对非晶态碳基薄膜结构、机械性能和疏水性能的影响.薄膜的成分和结构采用X射线光电子能谱仪(XPS)和激光拉曼光谱(Raman)进行了表征,薄膜表面形貌和粗糙度采用原子力显微镜(AFM)进行了分析.使用纳米压痕仪测量了薄膜硬度,纳米划痕仪测量了膜基结合力.采用躺滴法测量薄膜与双蒸水之间的接触角来评价其疏水性能.结果表明,随着CF4流量的逐渐增加,薄膜的氟化程度逐渐增强,膜中最大氟含量达45.6 at%;薄膜呈典型的类金刚石状结构,但薄膜的无序化程度增强;由于-CFn+的刻蚀,薄膜表面更加致密化、粗糙度逐渐减小.薄膜的机械性能良好,硬度在12GPa以上.薄膜的疏水性能得到增强,与双蒸水之间的最大接触角达106,接近于聚四氟乙烯(PTFE,110°).