通过同时进行DC-RF不平衡磁电子喷射来调整Cu-DLC薄膜的光学,电气和结构性质
Alireza Mikhchin1, Seyed Iman Hosseini1, Saeid Khodadadi Najaf Abadi1
1Faculty of Physics, Shahrood University of Technology, 3619995161, Shahrood, Iran.
Heliyon
|January 3, 2025
概括
这项研究通过调整直流 (DC) 喷射功率来优化含铜杂质的钻石状碳 (DLC) 薄膜. 较高的直流功率改善了光学性能和结构完整性,减少了铜含量以提高片性能.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 薄膜沉积的情况
- 表面工程是什么?表面工程是什么?
背景情况:
- 由于其优良的性能,钻石状碳 (DLC) 薄膜对于各种应用至关重要.
- 控制杂质的加入,如铜 (Cu),对于定制DLC薄膜特性至关重要.
- 磁喷射提供了一种多功能方法,用于存储具有可调节性质的DLC片.
研究的目的:
- 为了研究变化直流 (DC) 功率对铜合DLC薄膜性能的影响.
- 了解直流电源如何影响沉积膜的结构,光学,电气和机械特性.
- 为了将沉积参数与薄膜组成和表面地形相关联.
主要方法:
- 同时的直流和射频 (RF) 磁喷射石墨和铜目标到玻璃基板上.
- 描述技术包括拉曼光谱,圆测量,UV-VIS光谱,I-V测量,纳米缩影,原子力显微镜 (AFM) 和场辐射扫描电子显微镜 (FESEM).
- 用光学发射光谱 (OES) 来监测沉积过程中的等离子体物种.
主要成果:
- 将直流功率从60W增加到120W提高了光学吸收,并将光学带隙从0.95 eV增加到1.55 eV.
- 折射率从1.84下降到1.64,而拉曼光谱显示了sp3债券的增长.
- 更高的直流功率导致了表面粗度的增加,铜的加入减少,含物种的增加.
结论:
- 直流功率是控制铜合DLC薄膜性能的一个关键参数.
- 优化直流功率可以调整光学带隙,折射率和结构组成.
- 该研究展示了一种方法,通过控制的喷条件来减少铜杂质并增强DLC薄膜中的sp3粘合.
