液相等离子体电沉积类金刚石薄膜

摘要

类金刚石碳(diamond-like carbon，DLC)是一类含有大量sp3相碳的非晶亚稳碳材料的统称，其具有高硬度、化学稳定性、高光学透过率和比较宽的光学带隙，应用前景广泛。物理气相沉积和化学气相沉积方法制备DLC薄膜需真空操作，设备昂贵，成本较高，难以实现大尺度沉积，沉积温度较高，膜基应力较大。与气相方法相比较，液相电化学沉积DLC薄膜的方法具有设备简单、成本低、实验温度低、实验易控制等特点。
　　乙醇有机溶液体系作为电沉积的镀液体系沉积制备DLC薄膜。应用SEM、XRD和Raman光谱对所得样品的表面形貌、薄膜厚度、沉积速度和微观结构进了分析，讨论了电流密度、电极间距和基体温度对DLC薄膜的影响。薄膜厚度随着电流增加而增加，而同样达到830mA/cm2时开始下降。电极间距增加薄膜厚度增加，当电极间距达到13mm时厚度和沉积速率都开始下降。基体温度100℃到150℃范围内，薄膜厚度和沉积速度随温度的增大而增大，当电极温度达200℃到时明显下降。Raman光谱图在1370 cm-1和1564 cm-1处出现特征峰，经过计算ID∕IG=0.8。XRD图谱中出现（111）、（200）和（220）晶面的特征峰，（111）晶面择优取向。
　　乙醇水溶液体系作为电沉积的镀液体系，应用液相等离子体电沉积方法制备DLC薄膜。电流在200-800mA，电压在1300-3000V，电沉积时间为2小时，醇水比为4:1。薄膜随着电流密度的增加而增加，电流密度达到800mA/cm2时开始下降。在8mm-14mm随着电极间距的增加薄膜厚度增加，增大或减小都会对薄膜产生不利影响。
　　液相等离子体电沉积制备TiC类金刚石薄膜，研究电流密度和电极间距对DLC薄膜的影响。实验中通过对比薄膜的微观形貌，薄膜厚度，薄膜沉积速度，样品XRD图谱对比，样品Raman图谱对比，来确定电流密度对薄膜沉积过程，薄膜质量和微观结构的影响。

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第一章 绪论

1.1 DLC薄膜的性能和应用

1.2 气相法制备DLC薄膜的研究进展

1.3 液相等离子电沉积DLC薄膜的研究进展

1.4等离子体放电理论

1.5本课题研究的内容

第二章 液相等离子体电沉积DLC薄膜

2.1实验装置

2.2分析仪器

2.3 碳源选择

2.4液相等离子体电沉积DLC薄膜机理

2.5技术路线

2.6小结

第三章 有机体系等离子体电沉积DLC薄膜

引言

3.1 实验

3.2 实验现象

3.3实验结果与讨论

3.4小结

第四章 乙醇水溶液体系等离子体电沉DLC薄膜

引言

4.1实验

4.2实验结果与讨论

4.3 小结

第五章 液相等离子体电沉积TiC薄膜

引言

5.1实验

5.2实验结果与讨论

5.3小结

第六章 结论

参考文献

个人简介

致谢