氟化类金刚石薄膜的拉曼和红外光谱结构研究

关键词：     

源气体对沉积的a-C∶F∶H薄膜结构的影响

采用微波电子回旋共振等离子体化学气相沉积(MWPECRCVD)方法,使用不同的源气体(CHF3CH4,CHF3C2H2,CHF3C6H6)体系制备了aC∶F∶H薄膜.由于CH4,C2H2,C6H6气体在等离子体中的分解反应不同导致了薄膜的沉积速率和结构上的差异.红外吸收谱的结果表明,用C6H6CHF3作为源气体沉积的薄膜中几乎不含H,而用C2H2CHF3所沉积的薄膜中的含氟量最高,其相应的CF振动峰位向高频方向偏移.薄膜的真空退火结果表明,aC∶F∶H薄膜的热稳定性除了取决于薄膜的CC键浓度外,还与CC键 关键词： 氟化非晶碳膜 电子回旋共振化学气相沉积 红外吸收光谱     

磁控共溅射法制备的Zn2GeO4多晶薄膜结构及其光致发光研究

用射频控共溅射方法在不同温度的单晶硅基片上生长薄膜,然后在800℃真空环境下对薄膜进行退火处理,成功获得了结晶状态良好的Zn2GeO4多晶薄膜.利用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对薄膜进行了结构、成分和形貌分析,研究了基片温度对三者的影响.结果显示,当基片温度升高到400℃以上时,薄膜中的Zn2GeO4晶粒在(220)方向上显示出了明显的择优取向.当基片温度在500-600℃范围内,有利于GeO2结晶相的形成.XPS显示薄膜中存在着Zn2GeO4,GeO2,GeO,ZnO四种化合态.同时,随着基片温度的升高,晶粒尺寸增大且薄膜表面趋于平整.薄膜的光致发光在绿光带存在中心波长为530和550 nm两个峰,应该归因于主体材料Zn2GeO4中两个不同的Ge2 的发光中心.     

不同射频输入功率下制备的氟化类金刚石碳膜疏水性研究

以高纯石墨作靶、氩气（Ar）和三氟甲烷（CHF₃）为源气体,用反应磁控溅射法在不同射频功率下制备了氟化类金刚石碳（F-DLC）膜,并对其疏水性进行研究.双蒸水液滴与膜表面接触角的测试结果表明,所制备薄膜表面的最大水接触角可达115°左右.通过原子力显微镜获得的薄膜表面AFM图谱、拉曼光谱以及傅里叶变换红外光谱探讨了影响薄膜的疏水性的因素.结果表明,薄膜的疏水性与薄膜的表面粗糙度和表面键结构直接相关,表面粗糙度越大,疏水性越好,但与薄膜中的F含量和sp³/sp²的比值并未呈单调增加或减小的对应关系.射频输入功率影响着薄膜的沉积速率,与薄膜表面粗糙度、薄膜中芳香环单核的比例以及薄膜表面的键结构（F的接入方式）直接相关. 关键词： 疏水性 反应磁控溅射 氟化类金刚石膜 射频功率     

源气体流量比对氟化类金刚石薄膜蛋白吸附能力的影响

用316L不锈钢(SU316L)作基片,以高纯石墨作靶、CHF₃和Ar作源气体,采用反应磁控溅射法在不同流量比R (CHF₃／Ar)下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜. 利用双蒸水液滴法、BCA(二喹啉甲酸)法和傅里叶红外光谱(FTIR)探讨了影响薄膜蛋白吸附能力的因素. 结果表明,镀有F-DLC薄膜的SU316L表面的血小板黏附量明显减少,血小板的变形程度显著减轻,相应的白蛋白与纤维蛋白原的吸附比普遍高于未镀膜的SU316L表面的相应值,说明镀上F-DLC薄膜可以改善样品的血液相容性. 流量比为2 ∶1左右时制备出的F-DLC薄膜,其白蛋白与纤维蛋白原的吸附比值达到最大,相应的血液相容性最佳. 对薄膜的接触角和表面能以及FTIR光谱分析研究表明,SU316L表面的F-DLC薄膜的白蛋白与纤维蛋白原的吸附比及血液相容性与薄膜的中的-CF_x键的含量(F/C比)和表面能(疏水性)直接相关,控制源气体流量比可以实现对薄膜的血液相容性的调制. 关键词： 反应磁控溅射 氟化类金刚石薄膜 蛋白吸附     

射频磁控溅射沉积的ZnO薄膜的光致发光中心与漂移

利用射频磁控溅射法在n型单晶硅衬底上制备了ZnO薄膜.通过改变源气体中氩气和氧气的流量比制备了具有不同化学计量比的ZnO薄膜，并且将它们在真空中作了加热后处理来研究ZnO薄膜的光致发光特性.这些在常温衬底上沉积的薄膜可发出强的蓝光，其峰位会随氧流量的减少而发生红移.从导带底到锌缺陷形成的受主能级之间的跃迁可能是产生蓝光发射的原因. 关键词： ZnO薄膜 光致发光 退火 蓝光发射     

射频反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜摩擦特性研究

以高纯石墨做靶,CHF3和Ar气为源气体,采用射频反应磁控溅射法在不同流量比条件下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜.利用原子力显微镜、纳米压痕仪、拉曼光谱和红外光谱、摩擦磨损测试仪对薄膜的表面形貌、硬度、键结构以及摩擦性能做了具体分析.表面形貌测试结果表明,制备的薄膜整体均匀致密,表现出了良好的减摩性能.当CHF3与Ar气流量比r为1:6时,所得薄膜的摩擦系数减小至0.42,而纳米压痕结果显示,此时薄膜的硬度也最高.拉曼和红外光谱显示,随着r的增加,薄膜中的F浓度呈上升趋势,薄膜中的芳香环比例减小.研究表明,F原子的键入方式是影响F-DLC薄膜摩擦系数的一个重要因素,CF2反对称伸缩振动强度的减弱和CC中适量碳氢氟键的形成都能导致薄膜具有相对较低的摩擦系数.     

SiC过渡层制备温度对碳化硅/氟化类金刚石复合薄膜血液相容性的影响

以316L不锈钢为基底,SiC晶体为靶材,Ar为源气体,采用磁控溅射法在不同温度下制备出系列SiC过渡层.然后以高纯石墨作靶,Ar和CHF_3为源气体,在同一工艺条件下再续镀一层氟化类金刚石(F-DLC)薄膜,形成SiC/F-DLC复合薄膜.研究表明,相比于F-DLC薄膜,复合薄膜的附着力显著增加,血液相容性明显改善.通过样品的拉曼和红外光谱分析了不同温度下制备的SiC过渡层以及复合薄膜结构的演变.结果表明,控制SiC过渡层制备温度可以有效调制过渡层中C=C键的比例以及—C—C—不饱和键的密度,复合薄膜中保留较高比例的芳香环式结构以及合适的F/C比是薄膜的血液相容性得以进一步改善的原因,SiC过渡层制备温度控制在500℃左右效果尤为明显.SiC薄膜和F-DLC两种薄膜的界面处形成一定比例的Si—C键和C=C键是导致复合薄膜附着力显著上升的直接原因.适当条件下在316L不锈钢和F-DLC薄膜之间增加SiC过渡层对于增强薄膜的附着力、改善其血液相容性是可行、有效的.     

Effect of F- and CH-Doped on Dielectric Properties of SiCOH Films Deposited by Decamethylcyclopentasiloxane Electron Cyclotron Resonance Plasma

We investigate the effect of CH-doped and F-doped on dielectric properties of SiCOH films deposited by de- camethylcyclopentasiloxane （DMCPS） electron cyclotron resonance plasma. The dielectric constant k is closely related to the configurations of films. For the films deposited only using DMCPS, the minimum k is as low as 2.88. By adding CH4 in the precursor, the k value can be reduced to 2.45 due to the film density decreasing by incorporating large size CHx groups. By adding CHF3 in the precursor, the k value can also be reduced to 2.48 due to the incorporation of the weak-polarization F atom. Thus the dielectric constant for SiCOH films depends on not only the film density but also the polarization of atoms. By increasing the film density or by reducing the polarization of atoms under the condition of a lower film density, the low dielectric constant SiCOH films can be obtained.     

反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜的XPS结构研究

采用射频反应磁控溅射法用高纯石墨作靶、三氟甲烷(CHF₃)和氩气(Ar)作源气体制 备了氟化类金刚石（FDLC）薄膜，通过XPS光谱结合拉曼光谱、红外透射光谱和紫外 可见光光谱研究了源气体流量比等工艺条件对薄膜中键结构、sp2/sp3杂化比以及光学带隙等性能的影响.结果表明在低功率(60W)、高气压(2.0Pa)和适当的流量比(Ar/CHF₃=2∶ 1)下利用射频反应磁控溅射法可制备出氟含量高且具有较宽光学带隙和超低介电常数的FDLC薄膜. 关键词： 反应磁控溅射 氟化类金刚石薄膜 红外透射光谱 XPS光谱