DLC 薄膜7大製備技術
來源:技術支持 | 發布日期:2024-02-26

      DLC 薄膜製備技術的研究開始於七十年(nián)代。1971年成功地利用(yòng)碳離子束(shù)沉積出DLC薄膜以來,離子(zǐ)束沉積法是開始(shǐ)用於製備 DLC膜。其後研究者發現了一係列生成DLC薄膜的辦法(fǎ)。
      大多(duō)數能夠在氣相中沉積的薄膜材料也能在液相中通過電(diàn)化學方法(fǎ)合成,反之亦然。給DLC薄(báo)膜的製(zhì)備帶來了新的思路,現在除了(le)常見的化學氣相沉積和物理氣相沉積(PVD), 也可以通過液相的電化學沉(chén)積來製備DLC膜

dlc塗層

1.離子束沉積,是指離子源生成的碳離子經質量分析磁場後單一價態的碳離子沉積在襯底上形成類金剛石薄(báo)膜,可獲(huò)得大離(lí)子電流、排氣能力強,可排除含氫的所有氣體;

2.濺射沉積,是指利用射頻振蕩或磁場激發的氫離子轟擊固體石墨(mò)靶,形成濺射碳原子(或離(lí)子),從(cóng)而在基材表麵(miàn)沉積(jī)類金剛石薄膜,這種方法的特點(diǎn)是沉積離子的能量範圍寬(kuān)。主要包括直流濺射、射頻濺射和磁控濺射三種具體形式;

3.陰極弧沉積(jī),是通過點(diǎn)弧(hú)裝(zhuāng)置引燃(rán)電(diàn)弧,在電源的(de)維(wéi)持和磁場的推動下,電弧在靶麵所(suǒ)經之(zhī)處碳被蒸發(fā)並離(lí)化,同時在真空弧和基體之間增加磁過濾(lǜ)信道,通過調整(zhěng)磁場強度和偏壓等參數,使得(dé)等離子體中的大(dà)顆粒中性成分及(jí)部分離子在信道中濾掉,從而獲得(dé)由(yóu)單一成分碳離子組成的沉積離子。操作(zuò)方便、沉積速率較快,但易造成薄膜的汙染;

4.脈衝激光沉積,是指(zhǐ)脈衝激光束通過聚焦透鏡和石英窗口引入空積腔後,投射在旋轉的石墨靶上,在高能量密度(dù)的激光作用下形成激光等離子(zǐ)體放電,並且產生的(de)碳離子有1keV量級的能(néng)量,在基體上形成sp3鍵的四配位結構,最終形成類(lèi)金剛(gāng)石(shí)薄膜(mó)。沉積速率高,可以獲得高sp3含量的無氫類(lèi)金剛石薄(báo)膜,但耗能高、沉積麵積小;

 

5.直接光化學氣相(xiàng)沉積,是利用光子促進氣體的(de)分解來沉積類金剛石薄膜。成膜時無高能粒子輻射等問題,基片溫度可降的很低,因而在低溫成膜方麵比較有優勢;


6.等離子體(tǐ)增強化(huà)學氣相沉積(jī),是指通過低氣壓等離子體放(fàng)電使氣體碳源分解生成各種含碳的中性或離子基團(如CH3、CH2、CH+、C2等)和原子(或離子)氫(H、H+),並(bìng)在基(jī)片負(fù)偏壓的作用(yòng)下使含碳基團轟擊、吸附在基片表麵,同時原子氫對(duì)結構中sp2碳成分產生刻蝕作用,從而形成由sp2和sp3碳混雜結構的氫化類金剛石薄膜。該方法提高了原料氣體的分(fèn)解率,降低(dī)了沉積溫度,而且可以通過(guò)改變沉(chén)積參數來獲得所(suǒ)需質量(liàng)的薄膜;

7.電化學沉積,傳統的電化學沉積大多是在離(lí)子性的水(shuǐ)溶液或有導電介(jiè)質的有(yǒu)機溶液中(zhōng)進行,溶液的導電能(néng)力(lì)很好,因而合成過程中隻需(xū)施加(jiā)很小(xiǎo)的電(diàn)壓就能完成反應。但電化學沉積法(fǎ)製備DLC薄膜(mó)采用含碳的純淨有機溶液作為電解質,這些有機溶劑在一般條件下不會離(lí)解成離子,極化程度也很弱。

      因此通常在兩個電極之間施加很(hěn)高的電壓,即利用強電場使溶液(yè)中的C-H、C-O和O-H等鍵(jiàn)發生斷裂生成碳碎片(piàn),從而使含碳的成分以(yǐ)極性基團或離子的形式到達基(jī)片,並且在基片所處的高電位下得以活化,進而生成含一定sp3成分的類金剛石薄膜。

【責任編輯】小編

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