膜厚对四面体非晶碳薄膜机械性能和拉曼表征的影响

摘要：

采用过滤阴极真空电弧技术以相同的工艺条件在单晶硅衬底上制备了不同厚度的四面体非晶碳薄膜.利用表面轮廓仪测试薄膜的厚度和应力,利用纳米压入仪测试薄膜的硬度、弹性模量和临界刮擦载荷,利用可见光拉曼光谱表征薄膜的结构.试验结果表明:随着膜厚的增加,薄膜的应力持续降低,当膜厚超过30 nm时,应力低于5 GPa;当膜厚超过300nm时,硬度和弹性模量分别接近70 GPa和750 GPa,十分接近体金刚石的性能指标;随着膜厚的增加,可见光拉曼光谱中衬底硅的一阶和二阶谱峰强度逐渐降低,但非晶碳一阶谱峰的最大峰强、峰位和半高宽有特定的变化规律;峰位逐渐向低频偏移,在50～80 nm膜厚范围,半高宽最窄,峰强最高.

关键词：非晶金刚石、过滤阴极真空电弧、机械性能、拉曼光谱

所属期刊栏目：14

分类号：TB3(工程材料学)

资助基金：国家预研基金41312040401;国家科技攻关项目2002AA305507

在线出版日期：2005-02-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：442-447