微-纳米复合金刚石薄膜的制备与性能研究

材料保护, 2008, 41(2): 11-22.

微-纳米复合金刚石薄膜的制备与性能研究

柴士磊 ^1, , 史新伟 ^2, , 周秋霞 ^3, , 靳慧智 ^4, , 姚宁 ^5, , 王新昌 ^6, , 张兵临 ^7,

1.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南,郑州,450052

2.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南,郑州,450052

3.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南,郑州,450052

4.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南,郑州,450052

5.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南,郑州,450052

6.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南,郑州,450052

7.郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,河南,郑州,450052

基金项目: 河南省科技攻关项目(0624250014)

关键词： MPCVD , 微-纳米复合金刚石薄膜 , 附着力 , 界面

Preparation and Properties of Micro- Nano Diamond Composite Film

在钛-铝-钼为过渡层的Cu片上,用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)方法首先沉积一层微米金刚石薄膜,然后沉积纳米金刚石薄膜,制备了微-纳米复合金刚石薄膜.利用扫描电镜(SEM)观察薄膜的表面形貌及界面状态,利用拉曼光谱及X射线衍射对薄膜微结构进行分析并采用压痕法检测了膜基间的结合力并观察了压痕的状态.结果表明,该薄膜下层颗粒粗大,是微米级的金刚石,上层颗粒细小,是纳米级的金刚石,薄膜表面平整光滑;薄膜的附着力与纳米金刚石沉积时间的长短有关,当沉积时间为2 h时,薄膜与衬底的结合力最好.

参考文献

[1]	王学根,孙方宏,张志明,沈荷生,陈明.纳米金刚石薄膜研究进展[J].金刚石与磨料磨具工程,2003(05):1-7.
[2]	朱利兵,唐元洪,林良武.纳米金刚石薄膜的合成、表征及应用[J].人工晶体学报,2004(06):1052-1056.
[3]	程春晓,姚宁,马丙现,杨仕娥,赵永梅,张兵临.采用钛-铝-钼过渡层在铜基底上沉积金刚石薄膜的研究[J].真空与低温,2005(01):46-49.
[4]	Zhou D.;Qin LC.;McCauley TG.;Krauss AR.;Gruen DM. .Control of diamond film microstructure by Ar additions to CH4/H-2 microwave plasmas[J].Journal of Applied Physics,1998(4):1981-1989.
[5]	T. Sharda;T. Soga;T. Jimbo .Growth of nanocrystalline diamond films by biased enhanced microwave plasma chemical vapor deposition[J].Diamond and Related Materials,2001(9-10):1592-1596.
[6]	Fu YQ.;Yan BB.;Sun CQ.;Hing P.;Loh NL. .Control of microstructure coarsening of a Ti substrate during diamond film deposition using Ar/H-2/CH4 gas mixture[J].Thin Solid Films: An International Journal on the Science and Technology of Thin and Thick Films,2000(2):215-220.
[7]	方静华,项金钟,周桢来,吴兴惠.纳米金刚石薄膜的制备特点及特性[J].材料导报,2003(10):44-47.
[8]	龚辉,范正修,姜辛,Klages C P.大面积均匀纳米金刚石薄膜制备研究[J].光学学报,2002(06):718-722.
[9]	邱东江,石成儒,吴惠桢.石英衬底上生长的高光学质量的纳米金刚石薄膜[J].物理学报,2002(08):1870-1874.
[10]	张志明,莘海维,戴永兵,孙方宏,汪涛,沈荷生.热丝CVD法生长纳米金刚石薄膜的研究[J].微细加工技术,2003(01):27-33.
[11]	T. Lin;G. Y. Yu;A. T. S. Wee .Compositional mapping of the argon-methane-hydrogen system for polycrystalline to nanocrystalline diamond film growth in a hot-filament chemical vapor deposition system[J].Applied physics letters,2000(17):2692-2694.
[12]	Zhang Y F;Zhang F;Gao Q J et al.The roles of argon ad-ditin in the hot filament chemical vapor deposition system[J].Diamond and Related Materials,2001,10:1523-1527.
[13]	Gruen D M;Zuiker C D;krauss A R et al.Carbon dimer,C2,as a growth species for diamond films from methane/hy-drogen/argon microwave plasmas[J].Journal of Vacuum Science and Technology A:Vacuum Surfaces and Films,1995,13(03):1628-1632.

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