递进式脉冲激光沉积CNx薄膜的组织结构与摩擦学特性

• 作者: 宋仁国 杨芳儿 沈涛 郑晋翔 郑晓华
• 来源期刊: 中国激光
• 学科: 物理学
• 关键词: 薄膜 氮化碳 脉冲激光沉积 摩擦与磨损 X射线光电子谱
• 年，卷（期）: 2012,（6）
• 所属期刊栏目: 薄膜
• 页码范围: 155-160
• 页数: 6页
• 分类号: O484
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/CJL201239.0607001

摘要

采用脉冲激光沉积法(PLD)在不同激光通量下烧蚀CNx靶,在单晶硅基底上沉积CNx薄膜.利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线光电子谱仪(XPS)等对薄膜的形貌、化学成分和微观结构进行了表征.采用球-盘式磨损试验机在大气(相对湿度48％～54％)环境下测试了薄膜的摩擦学特性.结果表明,递进式PLD技术可显著提高CNx薄膜的含氮量.当激光通量从5.0 J/cm2提高至10.0 J/cm2时,薄膜含氮原子数分数由23.8％上升至29.9％,膜中N-sp2C键的含量上升,N- sp3C键和sp3C-C键的含量下降,薄膜的磨损率从2.1×10-15 m3/(N·m)上升至9.0×10-15 m3/(N·m).摩擦系数为0.15～0.23,激光通量5.0 J/cm2沉积的薄膜有最佳摩擦学性能.