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用YAG激光制备类金刚石薄膜及其光学折射率研究 总被引:2,自引:2,他引:0
用高功率的Nd^3+:YAG脉冲激光轰击真空室内的石墨靶,形成激光等离子体雾状物质,在硅衬底上沉积形成类金刚石薄膜,用椭圆偏振光谱法测量不同衬底温度下制备的系列样品的厚度和折射率,发现随着衬底温度的升高,薄膜的厚度减小而的折射率增大,这种可以控制折射率米化的薄膜,可能为光学增透增反膜的制备提供一种新方法。 相似文献
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基于热传导及热弹性力学的基本关系式,建立了激光辐照锗透镜的热力耦合数学物理模型,对瞬态热传导方程和应力平衡方程进行有限元数值求解,得到了锗透镜的温度场和应力场分布,并利用波长1.06 μm,脉冲宽度10 ns的Nd∶YAG脉冲激光对锗透镜进行了热冲击实验研究.数值分析表明,热应力损伤在锗透镜的脉冲强激光损伤中占据主导地位,在短脉冲激光辐照下,锗透镜出现热应力损伤的激光能量密度小于出现熔融损伤的激光能量密度,热应力损伤主要集中在光斑中心区域并体现为压应力损伤,将使材料表面出现裂纹或剥落,实验结果与数值分析基本相符. 相似文献
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为了使研究者能更详细地了解类金刚石(DLC)薄膜的研究现状,综述了类金刚石薄膜的特性及应用,分析对比了目前常用的一些类金刚石薄膜的制备方法,包括物理气相沉积法(PVD)和化学气相沉积法(CVD),并对类金刚石薄膜的抗强激光损伤特性以及提高其激光损伤阈值的方法进行了论述。结果发现,利用PVD法制备的DLC膜的硬度可以达到40 GPa~80 GPa,且薄膜的残余应力可以达到0.9 GPa~2.2 GPa之间,而CVD法则由于反应气体的充入导致类DLC薄膜的沉积速率大大降低,故使用率不高。同时,优化膜系的电场强度设计,采用合理的制备工艺,进行激光辐照后处理,施加外界电场干预均可有效地提高DLC薄膜的抗激光损伤能力, 且目前的DLC薄膜的激光损伤阈值可达到2.4 J/cm2。 相似文献
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类金刚石薄膜激光损伤阈值低,已经严重制约其在红外激光系统中的应用。基于非平衡磁控溅射技术,在硅基底上沉积类金刚石薄膜;采用离子束流后处理技术,用正交实验法确定影响处理效果的主要因素,对已沉积完成的DLC薄膜进行离子束轰击;在不同处理工艺下,观测薄膜样品的光学常数及拉曼光谱,最后进行了激光损伤测试。从测试结果可知,离子束流后处理参数:离子能量1000 eV、放电电流30~40 mA、轰击时间8 min时,透射率由原来的60.65%提高到了65.98%;消光系数在900 nm后明显降低,DLC薄膜的激光损伤阈值从0.69 J/cm2提高到1.01 J/cm2。 相似文献
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掺硅类金刚石(Si-DLC) 薄膜表现出优异的摩擦学性能, 在潮湿空气和高温中显示出极低的摩擦系数和很好的耐磨性, 但是许多实验表明Si-DLC膜的摩擦性能受其硅含量的影响很大. 因此, 本文采用分子动力学模拟的方法分别研究干摩擦和油润滑两种情况下不同硅含量的Si-DLC膜的摩擦过程. 滑移结果表明干摩擦时DLC膜和掺硅DLC膜之间生成了一层转移膜, 而油润滑时则为边界膜. 因此干摩擦时的摩擦力明显大于油润滑时的摩擦力. 少量添加硅确实能降低DLC膜的摩擦力, 但是硅含量大于20%后对DLC膜的摩擦行为几乎无影响. 干摩擦时硅含量对转移膜内键的数量影响很大, 转移膜内CC键和CSi键都先增加后减少, 滑移结束时几乎不含CSi键. 相似文献
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V. K. Goncharov D. R. Ismailov O. R. Lyudchik S. A. Petrov M. V. Puzyrev 《Journal of Applied Spectroscopy》2007,74(5):704-709
We have obtained and analyzed the optical transmission spectra of diamond-like carbon films deposited on quartz substrates
by pulsed laser deposition (λ = 1064 nm, τ = 20 nsec, q = 4.9·108 W/cm2) under vacuum (p = 2.6·10−3 Pa). Based on the spectra obtained, we have estimated the size of the bandgap by the Tauc method, and also have studied the
growth dynamics of the coatings formed.
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Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 74, No. 5, pp. 637–641, September–October, 2007. 相似文献
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Tribological properties of diamond-like carbon films deposited by pulsed laser arc deposition 总被引:1,自引:0,他引:1
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A novel method, pulsed laser arc deposition combining the advantages
of pulsed laser deposition and cathode vacuum arc techniques, was
used to deposit the diamond-like carbon (DLC) nanofilms with
different thicknesses. Spectroscopic ellipsometer, Auger electron
spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy,
atomic force microscopy, scanning electron microscopy and
multi-functional friction and wear tester were employed to
investigate the physical and tribological properties of the deposited
films. The results show that the deposited films are amorphous and
the sp$^{2}$, sp$^{3}$ and C--O bonds at the top surface of the films
are identified. The Raman peak intensity and surface roughness
increase with increasing film thickness. Friction coefficients are
about 0.1, 0.15, 0.18, when the film thicknesses are in the range of
17--21~nm, 30--57~nm, 67--123~nm, respectively. This is attributed to
the united effects of substrate and surface roughness. The wear
mechanism of DLC films is mainly abrasive wear when film thickness
is in the range of 17--41~nm, while it transforms to abrasive
and adhesive wear, when the film thickness lies between 72 and 123~nm. 相似文献
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Intertwisted fibrillar diamond-like carbon films prepared by electron cyclotron resonance microwave plasma enhanced chemical vapour deposition
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In this paper, the structures, optical and mechanical properties of diamond-like carbon films are studied, which are prepared by a self-fabricated electron cyclotron resonance microwave plasma chemical vapour deposition method at room temperature in the ambient gases of mixed acetylene and nitrogen. The morphology and microstructure of the processed film are characterized by the atomic force microscope image, Raman spectra and middle Fourier transform infrared transmittance spectra, which reveal that there is an intertwisted fibrillar diamond-like structure in the film and the film is mainly composed of sp^3 CH, sp^3 C—C, sp^2 C═C, C═N and C_{60}. The film micro-hardness and bulk modulus are measured by a nano-indenter and the refractive constant and deposition rate are also calculated. 相似文献
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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CC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. 相似文献
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利用电化学方法在室温下成功地沉积了类金刚石(DLC)薄膜和非晶CNx薄膜,并 对制备条件进行了讨论.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱技术,分析了薄膜的表面形貌和化学结合状态.场发射测量结果表明:DLC膜和非晶CNx的开启场分别为88和 10V/μm;并且在23V/μm的电场下,DLC膜和非晶CNx膜的发射电流密度分别达到10 和037mA/cm2.
关键词:
电化学沉积
类金刚石薄膜
x薄膜')" href="#">CNx薄膜
场致电子发射 相似文献
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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 相似文献