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真空蒸镀技术制备类金刚石碳膜材料及其表征

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真空蒸镀技术制备类金刚石碳膜材料及其表征

作者:商孟香何溯源陆姣

来源:《科技视界》2015年第04期

【摘要】真空蒸镀技术制备类金刚石碳薄膜材料,其实验条件对所制备的碳膜结构有着

重要的影响。本文着重研究了靶基距在制备过程中的最佳实验条件,并用拉曼光谱,X射线光电子能谱(XPS)对所制备的类金刚石碳膜进行了结构分析,利用原子力显微镜(AFM)对薄膜进行了表面形貌分析。

【关键词】真空蒸镀技术;金刚石碳膜材料;碳膜结果

真空蒸镀沉积薄膜是薄膜制备中最为广泛使用的技术,具有简单便利、操作容易、成膜速度快、效率高等优点[1]。本文利用真空蒸镀技术制备了具有超平结构的类金刚石碳薄膜材

料,对制备过程中的实验条件进行探索,对所制备的碳膜材料进行了表征。

1 实验部分

1.1 试剂与仪器

浓H2SO4,30%H2O2均为分析纯。

制备碳薄膜为瑞士BAL-TEC公司制造的 CED 050碳蒸镀设备。采用Renishaw-2000 型共聚焦拉曼光谱仪、VG ESCALAB MKⅡ型 X射线光电子能谱、SPI3800N型原子力显微镜对所制备的碳膜进行表征。

1.3 碳薄膜的制备

碳薄膜是在石英衬底上通过真空蒸镀碳线获得的。石英衬底比较平整,表面起伏小于1 nm。碳膜蒸镀设备为低真空冷系统,蒸镀前真空优于10-2mbar,蒸镀时在室温条件下通入Ar 气,气体流量为0.5 mL/min,碳线预热时间为30 s。

2 结果与讨论

2.1 拉曼光谱对碳膜结构的表征

由于拉曼光谱对薄膜的成键类型、团簇尺寸、膜内的应力等都具有良好的分辨能力,因此,常被用于分析、鉴定碳膜内的成键结构[2]。从沉积在石英衬底上的薄膜的拉曼光谱谱图

的数据可以看出,所制备的薄膜在 800-1800 cm-1有一明显的宽峰,该峰是由 1520 cm-1处的

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