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《膜厚對(duì)四面體非晶碳薄膜機(jī)械性能和拉曼表征的影響》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、第14卷專輯3中國有色金屬學(xué)報(bào)2004年10月V01．14S3TheChineseJournalofNonferrousMetals0ct．2004文章編號(hào)：1004—0609(2004)S3～0442一06膜厚對(duì)四面體非晶碳薄膜機(jī)械性能和拉曼表征的影響①韓杰才，朱嘉琦(哈爾濱工業(yè)大學(xué)復(fù)合材料與結(jié)構(gòu)研究所，哈爾濱150001)捅要：采用過濾陰極真空電弧技術(shù)以相同的工藝條件在單晶硅襯底上制備了不同厚度的四面體非晶碳薄膜。利用表面輪廓儀測試薄膜的厚度和應(yīng)力，利用納米壓入儀測試薄膜的硬度、彈性模量和臨界刮擦載荷，利用可見
2、光拉曼光譜表征薄膜的結(jié)構(gòu)。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著膜厚的增加，薄膜的應(yīng)力持續(xù)降低，當(dāng)膜厚超過30nm時(shí)，應(yīng)力低于5GPa；當(dāng)膜厚超過300nm時(shí)，硬度和彈性模量分別接近70GPa和750GPa，十分接近體金剛石的性能指標(biāo)；隨著膜厚的增加，可見光拉曼光譜中襯底硅的一階和二階譜峰強(qiáng)度逐漸降低，但非晶碳一階譜峰的最大峰強(qiáng)、蜂位和半高寬有特定的變化規(guī)律；峰位逐漸向低頻偏移，在50～80nm膜厚范圍，半高寬最窄，峰強(qiáng)最高。關(guān)鍵詞：非晶金剛石；過濾陰極真空電弧；機(jī)械性能；拉曼光譜EffectsoffilmthicknessonRam
3、ancharacterizationandmechanicalpropertiesofamorphousdiamondHANJie—cai，ZHUJia—qi(CenterforCompositeMaterials，HarbinInstituteofTechnology，Harbin150001，China)Abstract：Thetetrahedralamorphouscarbon(ta-C)filmswithdifferentthicknesswerepreparedonthec—Sisub—strateund
4、erthesamedepositionconditionsbythefilteredcathodicvacuumarc(FCVA)technology．Thethicknessandstressofthefilmsweremeasuredwiththesurfaceprofiler．Thehardness，elasticmodulusandcriticalloadwereanalyzedbythenano-indentor．ThemicrostructurewascharacterizedwithvisibleRa
5、manspectroscopy．Itisshownthatthestressofthefilmscontinuouslydecreaseswiththeincreaseofthicknessofthefilms．Whenthethicknesssurpasses30nm，thestressislessthan5GPa．Whenthethicknessismorethan300nm，hardnessandelasticmodu—lusrespectivelyapproachtO70GPaand750GPathatar
6、eclosetotheonesofdiamondcrystal．TheintensityofthefirstandsecondorderpeakoftheC-SisubstrateinthevisibleRamanspectragraduallydecreaseswiththeincreaseofthickness．However．therearespecialchangingcorrelationsbetweenthemaximalintensity，peakposition，full—widthathalf-m
7、aximum(FWHM)oftheRamanspectraandthicknessofthefilms．Thepeakpositiongraduallyshiftstowardsthelowerwavenumberwiththeincreaseofthickness．Additionally，theFWHMisminimalandthemaximalintensityishighestfrom50nmto80nm．Keywords：tetrahedralamorphouscarbon；filteredcathodi
8、cvacuumarc；mechanicalproperties；Ramanspectra四面體非晶碳(ta—c)是含有較高比例四配位d鍵(可達(dá)70％以上)的無氫類金剛石碳n]，具備許多可與金剛石晶體相媲美的優(yōu)異性能，并在電子、機(jī)械、國防和醫(yī)療等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景[2’5]。四面體非晶碳薄膜一般采用激光、電弧和離子束等能量形式產(chǎn)生粒子束沉積而成[6。]，這
