Vidutinio dažnio impulsinio nepertraukiamo magnetinio sputteriavimo technologija pagamintų deimantinių filmų struktūra ir savybės

Deimantinių plėvelių, pagamintų naudojant vidutinio dažnio impulsinio nepertraukiamo magnetrono purškimo technologiją, struktūra ir savybės

Deimantiniai (DLC) plėvelės buvo paruoštos, jei buvo tiriamas impulsinis nesubalansuotas magnetronų purškimas ant stiklinių stiklelių, o tiriamas sluoksnio slėgio poveikis plėvelės storiui, mikrostruktūrai, mechaninėms savybėms ir optinėms savybėms. Storio bandymo rezultatai rodo, kad DLC plėvelės storis didėja padidėjus nusėdimo slėgiui. Rentgeno fotoelektronų spektroskopijos bandymų rezultatai rodo, kad, kai nusėdimo slėgis padidėja nuo 0,18 Pa iki 1,50Pa, padidėjęs nusodinimo slėgis sumažėja sp3 hibridinės anglies kiekis DLC plėvelėje. Nano įdubimo ir elipsometrijos bandymo rezultatai rodo, kad didėjant nusėdimo slėgiui sumažėja DLC plėvelės nano kietumas ir lūžio rodiklis. Suslėgimo slėgio poveikis plonų plėvelių augimo ir rišimo struktūrai buvo analizuojamas sekliais įpurškimo modeliais. Aukščiau pateikti rezultatai rodo, kad nusėdimo slėgis turi didelę įtaką DLC plėvelės storiui, h3 hibridiniam anglies kiekiui, mechaninėms ir optinėms savybėms.

(deimanto tipo anglies DLC) plona plėvelė yra raktas (sp3), turintis metastabilių amorfinių, amorfinių anglies medžiagų deimantų struktūrą, visapusiškas membranos veikimas panašus į deimantinę plėvelę, pvz., didelis kietumas, mažas trinties koeficientas, didelis šilumos laidumas ir mažas dielektrinis pastovumas, didelis plačiajuosčio ryšio atotrūkis, infraraudonųjų spindulių pralaidumas, geras cheminis stabilumas ir biologinis suderinamumas ir pan., palyginti su deimantinės plėvelės nusėdimo temperatūra maža, didelės sąnaudos, membranos paviršiaus šiurkštumas yra mažas, lengvo paruošimo privalumai, todėl turi gerą taikymo perspektyvą mašinų, elektronikos, optikos, medicinos ir korozijai atsparių medžiagų srityse.

Kadangi Aisenbergas ir Chabotas pirmiausia 1971 m. Jonų pluošto nusodinimo metodu kambario temperatūroje (jonų pluošto nusodinimas IBD) po DLC plėvelės paruošimo, sukūrė įvairius DLC plėvelės paruošimo metodus, tokius kaip magnetrono purškimas, jonų pluošto paleidimas, katodinis vakuuminio lanko nusodinimas, impulsinis lazerinis nusodinimas, radijo dažnių kaitinimo cheminis garų nusodinimo metodas, elektronų ciklotrono rezonanso cheminis garų nusodinimo metodas, cheminio garų nusodinimo plazmoje metodas, pvz., fizinis garų nusodinimas (PVD) ir cheminio garų nusodinimo (CVD) metodas.

Magnetronų purškimas yra vienas iš dažniausiai naudojamų metodų DLC plėvelių gamybai, pasižymintis ypatingomis savybėmis, tokiomis kaip vienodas plėvelės sluoksnis, geras tankis, geras proceso pakartojamumas, didelis nusėdimo greitis ir maža substrato temperatūra. Pastaraisiais metais sukurta impulsinio nesubalansuoto magnetrono purškimo technologija, derinanti pranašumus, jei impulsinis purškimas ir nesubalansuotas magnetronų purškimas, tapo pripažintu pirmenybiniu procesu įvairių funkcinių plonų plėvelių, įskaitant izoliacines medžiagas, gamybai, ir yra plačiai naudojamas laboratorijoje ir pramonėje. Be bendrojo magnetrono purškimo nusodinimo privalumų, šis metodas gali veiksmingai pašalinti lanko iškrovimo ir apsinuodijimo požymiais reiškinį, efektyviai pagerinti plėvelės struktūrą, kokybę ir savybes bei pagerinti sukibimą tarp plėvelės ir pagrindo.

DLC plėvelės derinys kovalentiniu ryšiu tarp anglies atomų, cheminės jungtys dažniausiai yra sp2 ir sp3 hibridiniai raktų hibridiniai raktai, du lygiai, kiek tiesioginis poveikis DLC plėvelės veikimui: sp3 hibridizacijos raktų turinys yra didesnis, labiau artimas deimantinės plėvelės pobūdžiui, pasižymintis membraninio sluoksnio tankiu, didele kietumu, geru atsparumu cheminei korozijai, juostos pločio pločiui ir dideliam atsparumui. Su skirtingais nusėdimo metodais ir parametrais paruoštos DLC plėvelės sp3 hibridinės jungties turinys yra skirtingas, o plėvelės veikimas bus labai skirtingas. Šiame darbe deimantų plėvelės buvo paruoštos impulsiniu būdu, jei magnetrono purškimas. Buvo tiriamas nusėdimo slėgio poveikis plėvelės storiui, cheminių jungčių struktūrai, mechaninėms savybėms ir optinėms savybėms.

1. Eksperimentuokite

Deimantiniai (DLC) plėvelės buvo pritvirtintos ant stiklo plokštelių, naudojant vidutinio dažnio impulsinę nesubalansuotą magnetrono purškimo technologiją, kaip grafitą (grynumas 99,99%) kaip tikslinę medžiagą ir argoną (grynumas 99,99%) kaip purškimo dujas. įpilama į vakuuminę kamerą, pirmiausia 15 minučių valoma acetonu, bevandeniu alkoholiu ir dejonizuotu vandeniu, po to džiovinama infraraudonųjų spindulių lempute ir dedama į vakuuminę kamerą. Po vakuumo laipsnio pasiekimo 5,0 10-4 Pa, argonas buvo įpurškiamas, kad pakeistų vakuumo laipsnį iki 2,0 Pa, o impulso šališkumo maitinimo šaltinis buvo naudojamas neigiamam šuoliui 700V pripilti valymui 15 min. ) toliau šalinti priemaišas ir alyvos molekules, adsorbuotas ant pagrindo paviršiaus, taip gerokai pagerinant sąsajos būseną. Plėvelės nusodinimo procese, taikinio bazinis atstumas buvo 90 mm, galingumas, kai purškimo maitinimo šaltinis buvo 290 W, dažnis buvo 40 kHz, o veikimo ciklas buvo 80%, impulsinio įtampos maitinimo įtampa buvo 100V, dažnis buvo 40 kHz, veikimo ciklas buvo 80%, substrato temperatūra buvo kambario temperatūra, o nusėdimo slėgis buvo 0,18 Pa , Atitinkamai 0,36 a, 0,72 Pa ir 1,50 Pa.

Paruošto DLC plėvelės storiui matuoti buvo naudojamas „Veeco Dektak 150“ žingsnio instrumentas. Kratos-xsam800 paviršiaus analizės sistema naudojama mėginių rentgeno fotoelektroninės spektroskopijos (XPS) analizei, naudojant 13 kV 19 mA Al Ka rentgeno (1486,6 eV) šaltinį ir vakuuminį laipsnį analizės patalpoje Nano kietumo bandymas buvo atliktas MTS nano padengimo priemone (xp tipo). Nanomedžiagos metu bandymui buvo paimti 3 balai kiekvienam mėginiui, o tada vidutinis nano-kietumo dydis 3 taškuose buvo laikomas kiekvieno mėginio vidutiniu nano kietumu. Plonos plėvelės optinės konstantos buvo matuojamos m-2000 di spektroskopiniame elipsės matuoklyje, kurį gamina JAW ollam Jungtinėse Amerikos Valstijose, kurių bangos ilgio diapazonas buvo 600-1700 nm.

2. Išvada

Deimantinės plėvelės buvo pagamintos naudojant argoną kaip pagalbines dujas ir naudojant vidutinio dažnio impulsinio nesubalansuoto magnetrono purškimo technologiją. Buvo tiriamas nusėdimo slėgio poveikis DLC plėvelių mikrostruktūrai ir mechaninėms savybėms:

(1) DLC plėvelės storis didėja didėjant nusėdimo slėgiui.

(2) XPS bandymų rezultatai rodo, kad kai nusėdimo slėgis padidėja nuo 0,18 iki 1,50Pa, didėjant nusėdimo slėgiui, DLC plėvelės sp3 hibridinės jungties kiekis sumažėja. Nuosėdų spaudimo įtaka sp3 hibridinės jungties turiniui DLC plėvelėje gali būti paaiškinta „sekliu įpurškimo modeliu“.

(3) nanomedžiagos bandymo rezultatai rodo, kad kai nusėdimo slėgis padidėja nuo 0,18 Pa iki 1,50Pa, padidėjus nusodinimo slėgiui, DLC plėvelės nano kietumas ir elastingas atsigavimas sumažės.

(4) elipsometrijos bandymų rezultatai rodo, kad tuo pačiu bandymo bangos ilgiu DLC plėvelės lūžio rodiklis sumažėja, didėjant nusėdimo slėgiui, kuris yra susijęs su plėvelės tankiu ir sp3 hibridinių ryšių turiniu.

IKS PVD, vidutinio dažnio magnetronų purškimo technologija, susisiekite su mumis dabar, iks.pvd @ foxmai.com