界面过渡层对非晶金刚石薄膜电子场发射性能的影响

在Au/Si和Ti/Si和Si 3种不同的衬底材料上 ,通过真空磁过滤弧源沉积技术制备了无氢高sp3 键含量非晶金刚石薄膜 (amorphousdiamond ,AD) .使用阳极覆盖有低压荧光粉的二极管型结构 ,对其电子场发射性能和荧光显示进行了研究 .测试表明 ,衬底过渡层对非晶金刚石薄膜的场发射行为产生重大的影响 .通过二次离子质谱 (SIMS)测试分析了AD/Ti/Si和AD/Si中界面的成分分布 .由于Ti和C之间的互扩散和反应 ,存在一定的浓度梯度 ,形成了衬底和AD薄膜之间良好的接触 ,有效降低了界面的接触势垒高度 ,使电子容易从衬底进入到AD薄膜中去 ,从而显著改善了AD薄膜的电子场发射性能 .在电场强度E =1 9 7V/ μm时 ,获得的电子场发射电流密度为 0 35 2mA/cm2 ,大大高于同场强下AD/Au/Si和Au/Si的数值 .     

潮湿环境下非氢类金刚石薄膜的超自润滑性能研究

采用脉冲激光沉积（PLD）方法在不同衬底温度条件下制备了不含氢的类金刚石薄膜,在相对湿度为80％与5％的条件下测试了类金刚石薄膜的摩擦学特性．由于PLD方法的独特性,薄膜具“软-硬”双层结构,保证了薄膜在潮湿条件（RH=80％）下仍保持非常优异的摩擦性能,摩擦系数与磨损率最低达0．045与5．94×10^-10mm^3·N^-1·m^-1,相对于干燥条件下测试结果来看,几乎没有明显变化．原子力显微镜与白光干涉仪测试结果表明,薄膜的均方根粗糙度小于1nm,最小值为0．209nm;XPS表明薄膜sp^3最高含量达72％,并且Raman光谱结果表明室温下制备的薄膜是非晶网络结构;纳米压痕迹测试表明,薄膜最高硬度与弹性模量分别达51 GPa与350 GPa,且随衬底温度升高而降低;样品表面的水接触角均大于90°,薄膜表面疏水并具有极低的表面能．