高能等离子体辅助CVD法新型纳米碳膜的制备及分析

摘要

利用自制高能等离子体辅助化学气相沉积设备在1Cr18Ni9Ti衬底上,在离子能量2keV、工作压力2Pa、工作气氛为CH4/H2=10%的工艺条件下得到了一种硬度高、导电性能良好、可能具有碳链结构的新型碳膜.工艺研究结果表明,衬底材料对制备该新型纳米碳膜具有关键作用,离子能量、工作压力及气氛等工艺因素也具有重要作用.原子力显微镜分析结果表明,该薄膜晶粒尺寸小于100nm,薄膜光滑、致密、均匀.拉曼光谱分析显示,该薄膜的拉曼光谱特征为中心峰在1580cm-1附近、显著宽化的单一峰.欧姆计测量表明该薄膜的薄膜电阻为1.6×104Ω/cm2.利用纳米力学探针测得该纳米碳膜的显微硬度为21.38GPa,体弹性模量为420.65GPa.