不同厚度四面体非晶碳薄膜的高通量制备及表征

• 作者: 李汉超 柯培玲 汪爱英 魏菁
• 来源期刊: 无机材料学报
• 学科: 工学
• 关键词: 四面体非晶碳膜 高通量 厚度 微结构 光学带隙
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 1173-1178
• 页数: 6页
• 分类号: TQ127
• 字数: 4205字
• 语种: 中文
• DOI: 10.15541/jim20180027

摘要

材料基因组工程能大幅度提高材料研发速度,降低材料研发成本,近年来受到广泛关注.本研究采用高通量制备工艺,结合碳等离子体束流和基片位置的调控,利用自主设计研制的45°双弯曲磁过滤阴极真空电弧设备,沉积了厚度为4.7～183 nm的系列四面体非晶碳(ta-C)薄膜,使用椭偏仪、原子力显微镜、拉曼光谱仪和X射线光电子能谱仪(XPS)表征了厚度对ta-C薄膜表面粗糙度、微结构和原子键态的影响.结果表明:通过碳等离子体束流和基片位置的调控,实现了不同厚度ta-C薄膜的高通量制备.尽管膜厚不同,所制备的ta-C薄膜均具有几乎不变的光滑表面(Ra=(0.38±0.02)nm)和色散值(Disp(G)),说明不同厚度ta-C薄膜的sp3含量、sp2团簇尺寸保持相对稳定.XPS结果进一步证实ta-C薄膜的sp3相对含量均维持在(55±5)％.此外,不同厚度ta-C薄膜的光学带隙Eopt均保持在(1.02±0.08)eV.相关结果为设计制备结构和光学性能可控的不同厚度ta-C薄膜提供了一种新思路.