单源低能离子束辅助沉积类金刚石薄膜摩擦性能研究

采用单源低能离子束辅助沉积的方法，制备了非晶碳薄膜，分别用喇曼光谱，俄歇电子能谱了薄膜的结构，薄膜为无定形的类金刚石薄膜，薄膜中石墨键（ＳＰ＾２）所占的比重较大，沉积时随着离子束能量及束流的增加，薄膜的显微硬度，摩擦系数，摩擦寿命均增加，类金刚石薄膜具有较好的摩擦性能。     

无氢类金刚石膜的光致发光特性研究

使用脉冲激光沉积（PLD）技术制备了系列无氢类金刚石（DLC）薄膜,测量了样品的Raman光谱、光吸收和光致发光,研究了光致发光与制备条件的依赖关系。结果表明,这种薄膜是有少量sp^2键和sp^2键组成的非晶碳膜。薄膜的光学带隙在1．68～2.46eV,发光在可见光区呈宽带结构。沉积温度对类金刚石薄膜的结构和发光性质有较大影响。当沉积温度从室温升高至400℃时,sp^2团簇的长大使C原子的有序度增强,从而导致薄膜的光学带隙变窄,发光峰红移且半高宽变小。     

聚脂膜衬底上的类金刚石薄膜

X光电子能谱和硬度分析测试表明:利用MEVVA离子注入机在聚脂膜(PET)表面注入或沉积C,可形成类金刚石(DLC)薄膜.根据C1s XPS谱可直接计算出DLC中sp3键所占比例.沉积法生长的DLC中sp3键所占比例明显高于注入法.与衬底PET相比,表面薄膜硬度提高了1个量级,大大改善了PET的性质.对DLC膜中的碳氧化合物污染进行了讨论.     

射频PECVD方法生长含氢非晶碳膜的结构及摩擦学性能

利用射频等离子体增强化学气相沉积技术在不锈钢表面制备了含氢非晶碳膜.采用Raman光谱、红外光谱、X射线光电子能谱和原子力显微镜等研究了薄膜的微观结构和表面形貌,在栓盘摩擦磨损试验机上考察了薄膜在不同载荷与滑动速度下的摩擦学性能.结果表明:所制备的含氢非晶碳膜具有典型的类金刚石结构特征,薄膜均匀、致密,表面粗糙度小;薄膜与不锈钢球对磨时显示出良好的抗磨减摩性能;薄膜的抗磨减摩性能同对磨件表面上形成的转移膜以及摩擦过程中薄膜结构的石墨化相关.     

新型半导体薄膜材料的制备,结构和特性研究

主要介绍了研究所２０年来在新型薄膜半导体的制备、结构及特性研究方面所取得的成就,尤其是对非晶硅碳和非晶硅硅锗（α－ＳｉＣ：Ｈ和α－ＳｉＧｅ：Ｈ）薄膜、金刚石和类金刚石薄膜、立方氮化硼（ｃ－ＢＮ）薄膜、β－Ｃ３Ｎ４薄膜和富勒烯薄膜的研究工作取得了重要成果,不少工作已达到国际先进水平,发表论文３００余篇。     

采用磁过滤MEVVA源制备DLC膜的研究

采用磁过滤MEVVA沉积技术以石墨为阴极在几种衬底表面(单晶硅、不锈钢和工具钢等)上制备高质量类金刚石(DLC)薄膜.实验结果表明,沉积能量对薄膜的sp3键含量的影响为先随能量的增加而增加,达到最大值后,再增加沉积能量含量反而下降.硬度测试结果表明,非晶金刚石薄膜具有极高的硬度,为70～78GPa,远远高于衬底材料的硬度值.对非晶金刚石薄膜的摩擦性能试验结果表明,非晶金刚石薄膜的摩擦因数为0.16～0.2,大大低于衬底材料.     

激光制备类金刚石薄膜过程的影响因素

类金刚石膜是一种碳膜,主要由 sp~2 和 sp~3 键构成,在空间结构上是长程无序的.由于含有一定数量的 sp~3 键,类金刚石膜具有一系列接近于金刚石的优异性能,如很高的硬度和很小的摩擦系数、良好的化学稳定性、抗腐蚀能力、较高的电阻率、电绝缘强度、红外和微波频段的透过性、高的光学折射率.类金刚石膜沉积温度较低,沉积面积大,膜面平     

射频溅射制备碳氮薄膜及其结构分析

报道了用射频等离子体溅射的方法在高阻单昌硅衬底上制备碳氮非晶薄膜，并利用拉曼光谱和红外吸收谱对其进行的结构分析研究。分析结果表明该膜中氮主要以Ｃ≡Ｎ，Ｃ＝Ｎ键形式与碳结合。     

PLD沉积DLC薄膜过程中碳等离子体的发射光谱特性

采用脉冲激光沉积方法,通过改变脉冲激光能量在单晶硅衬底上制备了类金刚石薄膜,利用椭圆偏振光谱和拉曼光谱对得到的薄膜进行测试,并对沉积过程中的碳等离子体发射光谱进行了研究。薄膜测试结果表明,随着脉冲激光能量的增大,薄膜sp^3成分增多。沉积过程中的碳等离子体发射光谱原位监测表明,随着脉冲激光能量的增大,C、C^＋、C^2＋粒子发射光谱强度增强,根据应力模型薄膜sp^3成分增多,与薄膜测试结果一致。并且发现C^＋粒子在形成sp^3键过程中起到了非常重要的作用。     

Si（111）表面离子束辅助沉积对类金刚石薄膜结构影响的计算机模拟

本文选C2分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子,采用分子动力学（MD）方法在Si（111）面上模拟研究了离子束辅助沉积（IBAD）类金刚石（DLC）膜的物理过程.重点讨论了C2分子和Ar离子的入射能量及到达比（Ar/C）对平均密度和sp^3键含量的影响,并与Si（001）-（2×1）表面生长类金刚石膜的结果进行比较.结果表明,到达比和入射能的改变,对薄膜结构的影响不同;Si（111）面上生长类金刚石膜,薄膜在衬底的附着力更强.     

磁控溅射类金刚石碳膜的显微硬度

采用显微硬度测试方法,研究在单晶硅衬底上沉积厚度仅为0.09-0.56μm的磁控溅射类金刚石碳膜的力学性能。结果表明,溅射碳膜的硬度随溅射工艺参数呈规律性变化,且可以和碳膜的类金刚石性质以及碳膜结构的SP~3和SP~2成分的变化相联系。采用Johnson复合硬度模型进行的分析表明,溅射碳膜的真实硬度在HV6000-6600之间,比天然金刚石的硬度略低。溅射类金刚石碳膜具有明显的压痕尺寸效应(ISE),其指数约为m=1.9。     

CN_x薄膜的制备及电子结构

采用反应溅射方法制备了氮化碳薄膜,研究了反应气体压力、溅射功率对薄膜形成的影响,并用Ｘ射线电子能谱（ＸＰＳ） 和富里叶变换红外光谱（ＦＴＩＲ）对样品的电子结构进行了分析．结果表明：反应气体Ｎ２ 的压力太高或太低、溅射功率太大或太小,均不利于氮化碳膜的形成;在Ｎ２ 压力为８ Ｐａ、溅射功率为２００ Ｗ 时,薄膜的氮原子数分数得到最大值４１％ ;ＸＰＳ和ＦＴＩＲ分析结果揭示了膜中没有自由的Ｎ原子,所有的Ｎ原子均与Ｃ原子作用形成化学键,而且Ｃ Ｎ 单键、Ｃ Ｎ 双键、Ｃ Ｎ 三键共存．膜中Ｃ Ｈ 和Ｎ Ｈ 振动模式的存在,说明沉积在Ｓｉ 衬底上的氮化碳薄膜有较强的从空气中吸收氢的能力．     

衬底负偏压热灯丝CVD金刚石薄膜在锥体上核化的研究

以ＣＨ４和Ｈ２为反应混合气体,用衬底负偏压热灯丝ＣＶＤ法在Ｓｉ（１００）面上制备金刚石膜,使用扫描电子显微镜（ＳＥＭ）,Ｒａｍａｎ谱和Ｘ射线光电子能谱（ＸＰＳ）对在硅尖上的金刚石核化进行了研究,并着重讨论了沉积在硅尖上的金刚石颗粒的生长机理。     

沉积温度对类金刚石薄膜性能的影响

液相法制备工艺简单、成本低等,已成为制备类金刚石薄膜的热点方法,但适合工业化生产的制备工艺参数尚不明确。以Si单晶为基底,通过液相沉积法在Si表面制备类金刚石薄膜,研究了沉积温度与其摩擦学性能之间的关系。结果表明:在40℃条件下制备的类金刚石薄膜表面光滑平整、硬度最高。此时类金刚石薄膜的干摩擦系数最小,耐磨性最强,具有良好的摩擦学性能。     

非晶硅锗薄膜太阳能电池研究

介绍了薄膜电池的制备技术及发展进程. 采用射频等离子体加强气相沉积法（PECVD）,制备了非晶锗硅薄膜,提出了制备优质非晶锗硅薄膜的条件和非晶锗硅薄膜的基本性质及其制备工艺中存在的问题和解决方案.     

等离子体增强化学气相沉积法制备类 金刚石薄膜研究综述

类金刚石薄膜由于其独特的物理化学特性,使得该薄膜在光学、电学、机械、医学、航空航天等领域得到了广泛应用。等离子体增强化学气相沉积(plasma enhanced chemical vapor deposition, PECVD)制备类金刚石是近几十年兴起的新的制备类金刚石薄膜的方法,因其对沉积温度要求低,对基底友好,同时还具有沉积速率快和无转移生长的优势,获得了越来越多的研究者关注。详细介绍了类金刚石薄膜优异的特性,阐述了在等离子化学气相沉积条件下,不同沉积条件对沉积类金刚石薄膜结构特性的影响。衬底的选择直接影响着沉积类金刚石薄膜的性能,不同的衬底直接决定着生成类金刚石结构中sp³相的数量和质量;沉积参数是最为常见的控制条件,对沉积薄膜的总体效果影响也是最大的,改变沉积参数,沉积薄膜的表面将会变得更加光滑致密;常用的掺杂元素是硅和氮,掺杂元素的引入往往是为了降低沉积薄膜的内应力,提高与衬底间的结合力,延长使用寿命等;由于很难直接在金属上沉积类金刚石薄膜,所以常通过制备复合层来改善沉积效果。最后对类金刚石薄膜的发展以及今后研究方向进行了展望。     

硅氢薄膜的制备和结构

采用ＰＥＣＶＤ技术，以ＳｉＨ４为反应源，在不同基片温度和射频功率下制备硅薄膜。对硅薄膜进行了ＸＲＤ、ＩＲ、Ｒａｍａｎ分析。研究沉积参量对膜晶化过程的影响，对沉积机理作了初步讨论。     

射频溅射制备碳氮薄膜及其结构分析

报道了用射频等离子体溅射的方法在高阻单晶硅衬底上制备碳氮非晶薄膜，并利用拉曼光谱和红外吸收谱对其进行的结构分析研究．分析结果表明该膜中氮主要以ＣＮ，ＣＮ键形式与碳结合．在对薄膜进行退火处理后，薄膜的红外透过率增加，同时还观察到ＣＮ单键的红外吸收峰．说明高温退火对ＣＮ单键的形成有促进作用     

金刚石薄膜自支撑窗口试样的制备与实验研究

以氢气和丙酮为原料，采用电子增强热丝CVD法，在硅片(100)基底上涂覆一层金刚石薄膜，在传统的硅平面加工工艺的基础上发展了一种新的在沉积好的基片上制备自支撑窗口试样的方法，并采用光刻法和湿式各向异性刻蚀技术制备得到金刚石薄膜自支撑窗口试样．研究表明，所制备的金刚石薄膜自支撑窗口的形状比较规则，膜内残留内应力小，能很好地满足鼓泡实验的要求，可以用来定量检测金刚石薄膜膜基界面结合强度和综合评价薄膜力学性能，对于促进金刚石薄膜材料在半导体器件中的应用和推广具有积极的意义．     

单晶Si上电沉积非晶态NiP薄膜的循环伏安研究

采用动电位沉积法在ｐ型单晶硅（ｐ－Ｓｉ）上制备了ＮｉＰ薄膜，利用循环伏安法对沉积和阳极溶出行为进行了研究，结果表明ＮｉＰ合金中存在富镍和富磷的两种组分，具有不同的电化学活性；所获ＮｉＰ合金的含Ｐ量为１６．２８ｗｔ％，具有非晶态结构，在富Ｐ合金表面上进一步沉积时需要较高的过电位，说明Ｐ的加入不利于晶粒的继续长大而有利于非晶的形成。