高能氮离子轰击对四面体非晶碳膜的表面改性和摩擦系数影响的研究

• 作者: 杨立 王晓艳 王炎武 赵玉清 陈仙 韩亮
• 来源期刊: 物理学报
• 学科: 工学
• 关键词: 四面体非晶碳 X射线光电子能谱 摩擦系数
• 年，卷（期）: 2011,（6）
• 所属期刊栏目: 凝聚物质:结构、力学和热学性质
• 页码范围: 584-588
• 分类号: TN304.18
• 语种: 中文

摘要

利用过滤阴极真空电弧技术制备了sp3键含量不小于80%的四面体非晶碳(ta-C)膜.利用冷阴极潘宁离子源产生不同能量的氮离子对制备的ta-C薄膜进行轰击,通过X射线光电子能谱和原子力显微镜对薄膜表面结构与形貌进行分析研究.研究表明,随着氮离子的轰击能量的增大,薄膜中的CN键结构略有增大,形成了轻N掺杂;同时,在薄膜表层发生了sp3键结构向sp2键结构的转化;薄膜的表面粗糙度在经过氮离子轰击后从0.2 nm减小至0.18 nm,然后随着轰击能量的增大,表面的粗糙度又增大到0.33 nm.氮离子轰击前后的ta-C薄膜的摩擦系数发生显著改变,从轰击前的0.09 nm左右增大至0.16 nm左右,但是轰击后的薄膜的摩擦系数与氮离子轰击能量没有明显的依赖关系.