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。     

类金刚石碳膜和氮化钛的摩擦学性能研究

报道了在相同条件下用磁控溅射方法在硅片上制备类金刚石膜和氮化钛薄膜的研究结果,比较了两种镀膜在机械性能和结构上的效果.实验结果表明,氮化钛薄膜虽有很高的表面硬度,但其摩擦系数、表面粗糟度比类金刚石膜要高得多.而类金刚石膜虽有很低的摩擦系数和光滑的表面,但表面硬度比氮化钛薄膜小.因此,结合两种膜的优点有可能制备高硬度、耐磨性强、表面光滑的新型复合材料.     

类金刚石薄膜和金刚石薄膜的制备

本文介绍了类金刚石薄膜和金刚石薄膜的制备原理和4种方法,同时指出了它们的应用前景。     

类金刚石膜在钢丝圈上的应用

钢领和钢丝圈长期不停地进行干摩擦运转,导致国内钢丝圈使用周期一般只有10 ～ 15 d.通过在钢丝圈表面制备类金刚石膜的方法,使钢丝圈表面具有高硬度、强耐磨性和较低的粗糙度,以降低钢丝圈磨损.在室温下对类金刚石涂层进行干摩擦情况下的球盘式摩擦磨损试验,试验模拟钢丝圈高速低载荷的工作环境,通过改变速度、载荷等外部因素,测试摩擦系数等的变化以及工作的稳定性.试验结果表明,与其他类型的钢丝圈相比,类金刚石膜摩擦系数、磨损率均极低,其性能极大地满足了钢丝圈在低载高速的工作环境下的使用要求,且在改变工作条件的情况下可保持较好的稳定性,保证了这类钢丝圈的使用寿命.     

基于导电AFM类金刚石膜表面改性研究

用导电原子力显微镜(AFM)针对宏观上绝缘，微观上由导电相sp^2和绝缘相sp^3混合的类金刚石(DLC)膜，进行表面改性的研究，尤其观察DLC膜表面施加电压前后形貌变化。实验表明，当直流电压加在针尖上，DLC膜形貌未发生变化，而电压施加在样品表面则出现明显纳米加工凹坑。解释了凹坑的“蝴蝶坑”形成原因；对DLC膜力电耦合实验表明，在一定临界压力之下，随针尖对样品作用力的加大，凹坑的深度随之增加。     

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.     

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。     

大面积金刚石膜的均匀沉积

研究了大面积金刚石膜沉积过程中的均匀性问题和金刚石膜质量的均匀性问题,研究了表明：用于生长金刚石的大面积磁旋转等离子体电弧是均匀的,能使气体混合均匀;金刚石膜在形核阶段是均匀的;金刚石膜在生长阶段是均匀的,有利于提高成膜几率;沉积后的金刚石膜的质量是均匀的,大面积磁控长通道等离子矩能生长均匀的金刚石膜,可用于金刚石膜的研究和工业生产。     

用慢正电子束测定类金刚石薄膜中的缺陷浓度

对在不同极板负偏压下采用射频-直流等离子体方法制备得到的类金刚石膜(a-C:H)的微结构进行了测量,利用慢正电子束实验装置,探测并分析了样品缺陷浓度的分布情况.结果表明,在不同偏压下制备的薄膜,其膜中缺陷浓度存在很大差别,但在900 V偏压下制得的样品,膜中的缺陷浓度最低.     

电泳法制备YBCO超导厚膜的电阻特性研究

采用电泳技术(EPD),将两种粉末YBa2Cu3O7-δ和1 g/mmolYBa2Cu3O7-δ 0.4 g/mmolY2BaCuO5制备成YBCO先驱膜.采用相应的烧结工艺得到高温超导厚膜A和B.研究高温超导厚膜A、B的表面形貌、晶体结构、超导转变温度.分别对高温超导厚膜A和B进行不同时间的氧处理,其零电阻转变温度有明显变化,并得到最优化的氧处理条件.     

微波功率对光学级金刚石膜生长的影响

采用微波PCVD系统进行了高品质透明金刚石膜的制备,在金刚石膜的沉积过程中,微波功率的变化直接影响着金刚石膜的生长和质量。用Raman,SEM等手段对金刚石膜的生长特性进行了表征。     

离子束轰击法金刚石薄膜抛光

本文采用氩离子束轰击法，对不同晶体学表面形貌的ＣＶＤ金刚石膜进行抛光处理。结果表明，对不同表面开貌的金刚石膜，应合理选择离子束轰击入射角，提高离子束加速电压有利于提高抛光效率，（１００）择优生长的金刚石膜最容易得到高的表面平整度。     

金刚石薄膜场致发射材料的特性与应用

主要论述金刚石薄膜场致发射材料的性能，包括了多晶金刚石薄膜、类金刚石薄膜（DLC）、纳米结构金刚石薄膜、用酸处理后的金刚石薄膜等的性能，给出了几种典型的金刚石薄膜场致发射阴极结构。     

低粗糙度金刚石薄膜的制备及其光学性能的表征

采用热丝化学气相沉积（HFCVD）方法,在反应气压、衬底温度一定的情况下,通过改变碳源浓度以制备低粗糙度金刚石薄膜.扫描电镜（SEM）和原子力显微镜（AFM）测试结果表明,随着碳源浓度适当增加（从2％增加到3％）,金刚石薄膜表面晶粒尺寸减小到纳米量级,平均粗糙度从45 nm降低到21 nm,同时光学透过率下降.椭圆偏振光谱拟合结果显示,随着碳源浓度的增加,薄膜折射率n稍有偏离理想值.拉曼散射光谱显示随着碳源浓度的增加,薄膜中非金刚石相含量增加,一定程度上影响了薄膜的光学质量.结果表明,在表面粗糙度相差不大的情况下,薄膜的质量决定了其光学性质.     

人造金刚石薄膜的合成及其应用

本文对人造金刚石薄膜的五种典型合成方法进行了比较,并对其应用范围、发展现状和前景做了较详细地阐述。     

沉积高品质金刚石薄膜的MWPCVD系统

建立了用于沉积高品质金刚石薄膜的微波等离子体化学气相沉积系统，并对该系统的工作性能进行了研究．     

在不同衬底上用纳米引晶法选择性生长金刚石薄膜

采用光刻工艺和纳米引晶技术 ,在抛光的单晶 Si衬底上形成带有超细金刚石纳米粉的引晶图案 ,并利用引晶处与抛光 Si处金刚石成核密度的巨大差异 ,在光滑的 Si3N4 和 Mo衬底上实现金刚石薄膜的高选择性生长 .