文档介绍：四川师范大学
硕士学位论文
掺硅类金刚石薄膜研究
姓名:唐定平
申请学位级别:硕士
专业:理论物理
指导教师:何智兵;李玲
20100410
掺硅类金刚石薄膜研究理论物理专业指导教师李玲教授何智兵研究员研究生唐定平摘要:本论文采用低压等离子体化学气相沉积方法—,分别在四甲基硅烷⒎词蕉∠、氢气混合气体下,成功的制备出了掺硅氢化非晶碳:薄膜。利用台阶仪、湎吖獾缱幽芷、傅立叶变换红外吸收谱、紫杉馄—等测试手段,对薄膜的沉积速率、成分、微观结构及光学等性能进行了测试和表征,建立了薄膜的沉积速率、成分、微观结构及性能与制备工艺参数的关系,获得了优化的工艺参数。研究了主要参量缭雌辶髁勘取⒐ぷ髌埂⑸淦倒β实对薄膜沉积速率的影响。结果显示,在压强为,,。利用红外光谱研究∧せЫ峁瓜允荆票傅谋∧ぶ星夂拷细撸膜中碳氢原子形成的基团中以NV鳌Q芯勘砻鳎琓。可俚难肺峰强于含量大的样品,即其含有更多的K孀牌股撸分蠧键的含量下降。射频功率较大样品的吸收峰强于较小的样品,即其含有更多的本文研究了在不同髁刻跫轮票傅牟艄璞∧ぁQ芯勘砻鳎罕∧ぶ谐功地掺入了硅元素;薄膜中元素主要以、等键合形式存在;,薄膜中的原子浓度为ィ凰孀臫流量的逐渐增加,薄膜中硅含量逐渐增大。研究了工艺参数对薄膜紫外一可见光透射光谱和光学带隙的演变规律。结
果表明,薄膜在可见光区域具有良好的透过率,最高可达%,在紫外波段范围内具有强吸收特性。薄膜的光学带隙在段А1∧す庋Т与薄膜的结构有很大关系,特别是与薄膜中踊约癈双键含量具有直接关系。通过薄膜的热稳定性研究,发现氢含量过多或者过少都会使薄膜失重较多,只有氢在合适比例情况下才能制备出结构致密的薄膜,同时这也验证了氢在薄膜制备过程中的重要作用。压强较大的薄膜的裂解温度相对较高,裂解吸热量较小。通过改变参数以及退火能够得到热稳定性较好的薄膜。因此有理由相信类掺硅金刚石碳膜在惯性约束聚变笛檠芯恐薪薪虾玫挠τ们景。关键词:掺硅类金刚石碳膜,低压等离子体化学气相沉积,结构,性能四川师范大学硕士学位论文Ⅱ
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彳移%次、压,储、移碑四川师范大学学位论文独创性及使用授权声明别渤本人声明:所呈交学位论文,是本人在导师鱼蟹基硒窒旦奎玲塾援指名吖文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做引起的学术声誉上的损失由本人自负。本人同意所撰写学位论文的使用授权遵照学校的管理规定:有学位论文的部分使用权,即:‘已获学位的研究生必须按学校规定提交印论文作为资料在图书馆、资料室等场所或在校园网上供校内师生阅读、浏览。认导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人承诺:已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容一致。如因不符而学校作为申请学位的条件之一,学位论文著作权拥有者须授权所在大学拥刷版和电子版学位论文,可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索;为教学和科研目的,学校可以将公开的学位论文或解密后的学位,卜者丰文日
眯崇第一章绪论薄膜。不同比例的蛃键组合可以得到不同性能的类金刚石薄膜。其三类金刚石碳膜蛃矿三种杂化态存在‘,如图荆是一种非晶亚稳态结构的薄膜材料。且恢职瑂和踊峁沟元相图嗍如图所示,该相图十分直观地表示出类金刚石膜结构的印蛃,娄金剐石碳膜的结构金刚石,英文名矶嘈灾适舨牧现桑纾航鸶帐凶罡叩挠度和热导率,有最低的可压缩性,极佳的化学惰性等等。天然金刚石数量稀少、价格昂贵等,限制了人们对其优异性能的利用。科学家证明了金刚石是由碳组成的。后来,人们经过深入研究,发现了碳的很多存在类金刚石碳膜,简称,由于其性能与金刚石薄键混杂特征。掺砖类金刚石薄膜研究形式,除了金刚石和石墨以外,还有无定型非晶碳、碳氢化合物、白碳蓅键构成疤嫉母叨染酆咸如珻,,因而称为类金刚石薄膜,又称无定形碳膜图’、三种杂化键,,瑂
者含对部分达%甚至更高。从制备方法上说,前者常常是通过化学气相沉古氢和不含氢两大类:氢化非晶态碳膜:积制各,而后者大多是通过物理气相沉积获得的口相对比例较高时从下角的阴影区域竦玫氖翘记饩酆衔锒荒苄纬晌榷ǖ睦嘟鸶帐ぁ嘟鸶帐寄さ难芯糠⒄构世纪年代初,瓵㈣和分别次采用离子柬沉稠维氏硬度】【””。∧ぞ哂猩ひ占虻ィ阅苡帕嫉忍氐悖世纪年代中期,在世界范围内掀起了研究、制各、开发和应用的热潮】。厚度为⒈砻娲植诙的ひ丫幻拦ㄓ通常情况下,对实验所制备的ぃ荼∧そ峁故欠窈星