甲烷体积分数对纳米金刚石薄膜形貌的影响

• 作者: 崔晓慧 彭环洋 汪建华 熊礼威 龚国华
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 纳米金刚石薄膜 MPCVD 晶粒尺寸 表面粗糙度 甲烷体积分数 表面形貌
• 年，卷（期）: 2016,（3）
• 所属期刊栏目: 膜层材料与技术 Coating Material and Technology
• 页码范围: 72-77
• 页数: 6页
• 分类号: TG174.444
• 字数: 3254字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.03.012

摘要

目的：研究不同甲烷体积分数对纳米金刚石( NCD)薄膜生长的影响,实现较小晶粒尺寸、高平整度的NCD薄膜的制备。方法采用微波等离子体增强化学气相沉积的方法制备NCD薄膜,以CH4/H2为气源,在生长阶段控制其他条件不变的前提下,探讨不同甲烷体积分数对NCD晶粒尺寸、表面形貌以及表面粗糙度的影响。采用SEM、XRD等观测NCD薄膜的表面形貌和晶粒尺寸大小,并利用Raman对NCD薄膜的不同散射峰进行分析。结果随着甲烷体积分数的增加,薄膜晶粒尺寸有减小的趋势。甲烷体积分数较低时,晶形比较完整,但致密度较小；甲烷体积分数较高时,晶形杂乱无章,但致密度较好。当甲烷体积分数为9%时NCD薄膜平均粒径达到最小,为21.3 nm,表面粗糙度较好,但非晶金刚石成分开始大量生成,NCD薄膜质量开始变差；当甲烷体积分数为8%时其形貌最好,且此时最小表面粗糙度小于20 nm。通过Raman分析可知NCD薄膜中出现了硅峰和石墨烯特征峰。结论甲烷体积分数对NCD薄膜形貌有较大影响,甲烷体积分数为8%时是表面平整度由较差变好再逐渐变差的分界点,且平均晶粒尺寸为23.6 nm,薄膜表面具有较好的平整度。

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	汪建华	武汉工程大学材料科学与工程学院	123	698	14.0	19.0
2	熊礼威	武汉工程大学材料科学与工程学院	37	243	9.0	14.0
3	崔晓慧	武汉工程大学材料科学与工程学院	8	47	3.0	6.0
4	彭环洋	武汉工程大学材料科学与工程学院	5	25	2.0	5.0
5	龚国华	武汉工程大学材料科学与工程学院	5	11	2.0	3.0