γ射线与N离子辐照类金刚石薄膜的机理研究

对类金刚石 (以下简称 DLC)薄膜受 γ射线与 N离子辐照的结果进行了比较 .通过 Raman光谱分析得出 :γ射线辐照造成薄膜中 SP3C— H和 SP2C— H键的减少及 SP3C— C键的增加 ,与此同时氢原子结合成氢分子 ,并从膜中释出 ,薄膜的类金刚石特征更加明显.当辐照剂量达1 0×104Gy时 ,SP3C—H键减少了约 5 0 % .N离子辐照使 DLC薄膜中 SP3C— C键、SP2 C—H键及 SP3C—H键的含量均变少 ,并伴随着氢分子的释出 ,直接导致 DLC薄膜的进一步石墨化,其对 SP3C—H及 SP2C— H键的破坏程度远大于γ射线 .两者在辐照机理上截然不同.The results of the diamond like carbon films(the following is called for short DLC film) irradiated by γ rays and N ion were reported. It showed that SP 3C—H and SP 2C—H bonds were decreased, and SP 3C—C bonds were increased by γ ray irradiation, and induced hydrogen recombination with H 2 molecules, and subsequently released from the surface of the films. When the γ ray irradiation dose reached 10×104Gy, the numbers of SP3C—H bonds were decreased by about 50%...     

γ射线辐照对a-SiC:H薄膜结构与特性的影响

 采用射频（13.56 MHz）反应溅射方法制备a-SiC:H 薄膜，并将其在空气中进行高能γ射线(平均为1.25 MeV)辐照，5个样品的吸收剂量分别为0，2×10⁴，4×10⁴，6×10⁴，8×10⁴ Gy。采用拉曼及红外光谱对薄膜的结构进行表征,得到了其结构与特性的变化规律。研究与分析表明：随样品吸收剂量的增加，陷入空穴中的电子会被激发，a-SiC:H薄膜中的SiC成份增加，电阻率变小，数量级为105Ω·cm；薄膜存在结晶化的趋势,其主要原因在于由Si－O－Si键断裂而产生的Si取代膜中C－C键中的C而形成晶态SiC，在此过程中出现了Si－O－Si键及a-SiC:H的减少，晶态SiC的增加。经γ射线辐照后薄膜的氢含量降低，折射率从5.19增大到5.53，辐照后薄膜的透过率均低于原膜的透过率。在500~2 300 cm^-1(对应波长为20.00~5.29 μm)波段内，a-SiC:H薄膜存在一定的增透作用。     

含氮氟化类金刚石(FN-DLC)薄膜的研究：(Ⅳ)氮掺杂对薄膜结构的影响

不同条件下，在单晶硅基片上沉积了含氮氟化类金刚石(FN-DLC)薄膜.原子力显微(AFM)形貌显示，掺N后，薄膜变得致密均匀.傅里叶变换吸收红外光谱(FTIR)表明，随着r(r=N₂/［N₂+CF₄+CH₄］)的增大薄膜中C—H键的逐渐减少，C〖FY=,1〗N和C≡N键含量逐渐增加.X射线光电子能谱(XPS)的C1s和N1s峰拟合结果发现，N掺入导致在薄膜中出现β-C₃N₄和a-CN_x(x=1,2,3)成分.Roman散射谱的G峰向高频方向位移和峰值展宽等证明：随着r的增大，薄膜内sp²键态含量增加. 关键词： 氟化类金刚石膜 键结构 氮掺杂     

电解有机溶液法在Si表面制备类金刚石薄膜及退火对其结构的影响

在对不同有机溶剂分子结构分析的基础上,选取甲醇、DMF(N,N-二甲基甲酰胺)和乙腈溶液为碳源,以脉冲直流电源电解有机溶液的方法在Si片上制得了含氢类金刚石薄膜(DLC薄膜),并研究了退火对薄膜结构的影响.通过X射线光电子能谱(XPS),喇曼(Raman)和红外(IR)光谱对薄膜的结构进行了分析表征.XPS表明薄膜的主要成分为C,喇曼光谱显示所得薄膜为典型DLC薄膜.喇曼和红外光谱还表明,膜中含有大量H并且主要键合于sp³碳处.随着退火的进行薄膜中的H被去除.随温度升高薄膜电阻率的下 关键词： 类金刚石薄膜 退火     

a-SiC:H薄膜的中子辐照研究

 用射频（13.56MHz）反应溅射法制备了a-SiC:H 薄膜，并将制得的薄膜采用高能中子（14MeV）进行辐照。采用电阻率、Raman谱及红外光谱对薄膜的结构与特性变化规律进行了表征。分析结果表明：所得a-SiC:H薄膜中存在多余的非晶态碳。随着中子辐照剂量的增加，a-SiC:H薄膜中SP-2C=C键增加，即其中的碳存在类石墨化的趋势。中子辐照后薄膜的电阻率的略微减小现象，可用缺陷对载流子的捕获模型进行解释。     

高氢稀释制备微晶硅薄膜微结构的研究

采用高氢稀硅烷热丝化学气相沉积方法制备氢化微晶硅薄膜.其结构特征用Raman谱，红外透射谱，小角X射线散射等来表征.结果表明微晶硅的大小及在薄膜中的晶态比χ_c随氢稀释度的提高而增加.而从红外谱计算得到氢含量则随氢稀释度的增加而减少.小角X射线散射结果表明薄膜致密度随氢稀释度的增加而增加.结合红外谱和小角X射线散射的结果讨论与比较了不同相结构下硅网络中H的键合状态.认为随着晶化的发生和晶化程度的提高H逐渐移向晶粒表面，在硅薄膜中H的存在形式从以SiH为主向SiH₂ 关键词：     

FDLC薄膜的化学结构对光学性能的影响

研究氟化类金刚石（FDLC）薄膜化学结构对光学性能的影响，用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）法在玻璃基底上沉积氟化类金刚石（FDLC）薄膜，用俄歇能谱、傅里叶红外光谱(FTIR)、紫外 可见光分光光度计 (UV-VIS)对薄膜进行分析。分析结果表明：沉积薄膜是典型的类金刚石结构，薄膜中氟主要以C-F2键存在；随着沉积温度的提高，C-F2含量先增后减；随着F含量的增加，FDLC薄膜的sp3含量减少，sp2含量增加；光学带隙与sp2键含量密切相关，sp2含量越大，薄膜的光学带隙越小。     

氮氢共掺杂金刚石中氢的典型红外特征峰的表征

所有天然Ia型金刚石红外光谱中都存在3107 cm-1特征峰,而在金属触媒直接合成的金刚石红外光谱中没有检测出3107 cm-1特征峰.本文在6.3 GPa,1500?C条件下,通过Fe70Ni30触媒中添加P3N5直接合成出具有3107 cm-1特征峰的氮氢共掺杂的金刚石.红外光谱分析表明,合成的金刚石中氢有两种存在形式:一种对应着乙烯基团C=CH2中C—H键的伸缩振动(3107 cm-1)和弯曲振动(1450 cm-1)的吸收峰,另一种对应着sp3杂化C—H键的对称伸缩振动(2850 cm-1)和反对称伸缩振动(2920 cm-1)的吸收峰.通过分析发现,3107 cm-1吸收峰与金刚石中聚集态的氮原子有关,当金刚石中没有聚集态的氮元素时,即使氮含量高也不会出现3107 cm-1峰;并且2850和2920 cm-1附近的吸收峰比3107 cm-1附近的吸收峰更为普遍存在.这说明sp3杂化C—H键比乙烯基团的C—H键更广泛存在于金刚石中,从两者的峰值看,天然金刚石中的氢杂质主要以乙烯基团C=CH2存在.3107 cm-1吸收峰与聚集态的氮原子的这种存在关系为天然金刚石形成机制的研究提供了一种新思路,同时较低的合成条件也可能为氢与其他元素共掺杂合成具有n型半导体特性的金刚石提供一个较理想的合成环境.     

电子束辐照对聚碳硅烷结构与热解性能的影响

在惰性气氛下,用电子束对聚碳硅烷(PCS)进行辐照改性。利用傅里叶变换红外光谱分析、凝胶含量测定以及热重-气相色谱-质谱连用技术对不同剂量改性的PCS进行了分析表征,研究了辐照剂量对PCS结构与热解性能的影响。结果表明,电子束辐照作用使PCS样品中大量Si—H键和C—H键发生断裂,形成了以Si—C—Si为骨架的三维网状凝胶产物,当辐照剂量高于3MGy时,PCS的凝胶化程度随辐照剂量的增加而明显变大。热重分析表明,电子束辐照有利于提高PCS的热稳定性,其初始失重温度和陶瓷化产率都会随辐照剂量的增加而升高,其中,经20 MGy辐照后的PCS样品的陶瓷化产率可达87%。此外,对于400℃预处理的PCS样品,在相同吸收剂量下,样品的凝胶质量分数、初始失重温度和最终陶瓷化产率都较未处理的高。     

微波输入功率引起a-C∶F薄膜交联结构的增强

使用C2H2和CHF3的混合气体,在改变微波功率的条件下,利用微波电子回旋共振等离子体增强化学气相沉积方法制备了氟化非晶碳薄膜(aC∶F).薄膜的傅里叶变换红外光谱分析结果表明:薄膜中的CC与C—F键含量的比值随功率的增加而相应地增大;借助于紫外可见光谱分析发现,薄膜的光学带隙随功率的增大而减小.由此推断微波输入功率的提高有助于增强薄膜的交联结构.aC∶F薄膜的交流电导与x射线光电子能谱进一步证实了这种增强效应 关键词： 氟化非晶碳薄膜 傅里叶变换红外光谱 x射线光电子能谱     

氢稀释对纳米晶硅薄膜晶化特性的影响及薄膜生长机理

以SiH4与H2作为前驱气体,采用射频等离子增强化学气相沉积技术制备了纳米晶硅薄膜.利用Raman散射和红外吸收光谱等技术,对不同氢稀释比条件下薄膜的微观结构和键合特性进行了研究.结果表明,随着氢稀释比增加,薄膜的晶化率明显提高,而氢稀释比过高时,薄膜晶化率呈现减少趋势.红外吸收光谱分析表明,纳米晶硅薄膜中氢的键合模式与薄膜的晶化特性密切相关.随着氢稀释比增加,薄膜中整体氢含量和SiH2键合密度明显减少,而在高氢稀释比条件下,氢稀释比增加导致薄膜中SiH2键合密度和整体氢含量增加.     

工作压强对硅掺杂辉光放电聚合物结构和性能的影响

采用辉光放电聚合技术,在不同工作压强条件下制备了掺硅的辉光放电聚合物(Si-GDP)薄膜.并采用傅里叶变换红外吸收光谱和X射线光电子能谱(XPS)对Si-GDP薄膜进行了表征,分析了压强变化对其内部结构及成分的影响.利用紫外—可见光谱对Si-GDP薄膜的光学带隙进行了分析.结果表明:Si-GDP薄膜中Si元素主要以Si—C,Si—H,Si—O,Si—CH₃的键合形式存在;随着工作压强的增大,薄膜中Si—C键相对含量先减小后增加;从Si-GDP薄膜的XPS分析可以发现,C—C与C C含 关键词： 硅掺杂辉光放电聚合物薄膜 工作压强 傅里叶变换红外吸收光谱 X射线光电子能谱     

射频功率对类金刚石薄膜结构和性能的影响

利用直流-射频-等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石薄膜，采用原子力显微镜、Raman光谱、x射线光电子能谱、红外光谱和纳米压痕仪考察了射频功率对类金刚石薄膜表面形貌、微观结构、硬度和弹性模量的影响.结果表明，制备的薄膜具有典型的含H类金刚石结构特征，薄膜致密均匀，表面粗糙度很小.随着射频功率的升高，薄膜中成键H的含量逐渐降低，而薄膜的sp3³含量、硬度以及弹性模量先升高， 后降低，并在射频功率为100W时达到最大. 关键词： 等离子增强化学气相沉积 类金刚石薄膜 射频功率 结构和性     

类金刚石薄膜力学特性的分子动力学模拟

基于Brenner的REBO势函数,利用分子动力学方法模拟了含氢量不同的类金刚石薄膜的纳米压痕过程,依据得到的加载卸载曲线,计算了薄膜的刚度、硬度以及弹性模量.结果表明:类金刚石薄膜的硬度由氢含量和sp³键含量两个因素共同决定;当薄膜中氢含量小于39% 时,薄膜硬度主要取决于sp³键含量,sp³键越多,硬度越高;当薄膜中氢含量达到52%,薄膜硬度则显著下降,此时氢的作用占据主导地位. 关键词： 类金刚石薄膜 分子动力学模拟 纳米压痕 硬度     

傅里叶变换红外光谱法研究核辐照对丹参粉成分的影响

采用红外光谱法对经不同剂量核辐照的丹参粉样品进行了对比研究,比较了它们红外光谱的异同。丹参粉的红外光谱主要由蔗糖、葡萄糖及含C=O的各种化合物的吸收带组成。低辐照剂量(不高于12kGy)处理的丹参粉的组成成分的化学结构及含量几乎未发生变化;较高辐照剂量(等于或大于15kGy)处理的丹参粉的部分药用有效成分(丹酚酸、丹参素、丹参酮ⅡA 3种有效成分)的化学结构及含量已经发生了变化。表明采用适当剂量(不高于12kGy)的~(60)Coγ射线核辐照杀灭丹参粉中污染微生物和各种寄生虫卵是可取的。     

含氮氟化类金刚石(FN-DLC)薄膜的研究:(Ⅰ)sp结构与化学键分析

以CF4,CH4和N2为源气体,利用射频等离子体增强化学气相沉积法,在不同功率下制备了含氮氟化类金刚石膜.用俄歇电子能谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱和傅里叶变换红外光谱对薄膜的电子结构和化学键进行了表征,并结合高斯分峰拟合方法分析了薄膜中sp2,sp3结构比率.结果表明,制备的薄膜属于类金刚石结构,不同沉积功率下,薄膜内的sp2/sp3值在2.0—9.0之间,随着沉积功率的增加薄膜内sp2的相对含量增加.膜内主要有C—Fx(x=1,2),C—C,CC和CN等化学键.沉积功率增加,C—C基团增加,膜内F的浓度降低,C—F基团减少,薄膜的关联加强,稳定性提高.     

生长条件和退火对金刚石薄膜光学性质的影响

提出一种分析微波等离子体化学气相沉积工艺条件对金刚石薄膜的组成和光学性质影响的方法。采用红外椭圆偏振光谱仪来分析Si衬底上金刚石薄膜的组成和光学性质，研究微波等离子体化学气相沉积法生长条件和退火工艺对金刚石薄膜的消光系数和折射率的影响。实验表明金刚石薄膜中存在C—H、C=C、O—H和C=O键，生长条件对薄膜中C—H和C=C键的含量及薄膜的折射率影响较大；薄膜经过退火后薄膜的光学性质得到明显改善。     

60Co-γ-射线辐照法修饰玉米淀粉

采用60Co-γ-射线辐照法修饰玉米淀粉.随着60Co-γ-射线辐照剂量的增加(10-30kGy),扫描电镜(SEM)显示玉米淀粉的分子粒径逐渐变小;X射线衍射法(XRD)表明,玉米淀粉的结晶度逐渐降低.傅里叶红外光谱(FTIR)表明,60Co-γ-射线的辐照能够破坏玉米淀粉分子的缔合氢键,产生羰基和羧基.随着辐照剂量的增加,羰基和羟基的数量增加,玉米淀粉的溶解度从0.29％(原始玉米淀粉)增加到7.8％(30kGy).     

红外光谱法研究射频功率对微晶硅薄膜微结构的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)技术,在硅衬底上以不同的射频功率生长微晶硅(μc-Si:H)薄膜,利用傅里叶变换红外透射光谱技术对薄膜进行测试.通过对红外透射光谱的高斯拟合分析,结果表明薄膜中的氢含量和硅氢键合模式跟射频功率密切相关;当射频率从30W增加到110W时,薄膜中的氢含量先减少后慢慢增加,而结构因子逐渐增加后再减小,并且硅氢键合模式由以SiH为主转变为以SiH2为主.并讨论了这些参量随射频功率变化的机理.     

表面波等离子体沉积类金刚石膜结构的Raman光谱和XPS分析

本文使用Raman光谱和X 射线光电子能谱 (XPS)的分析方法对表面波等离子体沉积的类金刚石(DLC)薄膜的结构进行了研究。采用 4峰的高斯解谱的方法对不同沉积时间的膜的Raman谱进行处理 ,并由此对膜中sp3键的百分含量PD 进行了定量计算 ;同时还采用 3峰的高斯解谱方法对不同沉积时间的膜的光电子能谱进行处理 ,也对膜中sp3键的百分含量进行了计算。两种方法均得到膜中sp3含量在 2 0 %～ 4 0 %之间 ,且随沉积时间的增加而增加。