C(膜)/Si(SiO2 )(纳米微粒)/C(膜)热处理的形态及结构分析

摘要

用直流辉光溅射+真空镀膜法制备了一种新型结构的硅基纳米发光材料- C(膜)/Si(SiO2)(纳米微粒)/C(膜)夹层膜,并对其进行了退火处理.用TEM、 SEM、 XRD和XPS对其进行了形态结构分析.TEM观察表明: Si(SiO2)纳米微粒基本呈球形,粒径在30 nm左右.SEM观察表明: 夹层膜样品总厚度约为50 μm,膜表面比较平整、致密.400℃退火后,样品表面变得凹凸不平,出现孔状结构; 650℃退火后,样品表面最平整、致密且颗粒均匀.XRD分析表明:制备出的夹层膜主要由SiO2和Si组成,在C原子的还原作用和氧气的氧化作用的共同作用下, SiO2和Si的含量随加热温度的升高而呈现交替变化: 400℃时, C的还原作用占主导地位, SiO2几乎全部被还原成了Si,此时Si含量最高; 400～650℃时,氧化作用占主导地位, Si又被氧化成SiO2, Si含量降低, SiO2含量逐渐上升,在650℃达到最高.XPS分析表明: 在加热过程中, C原子逐渐扩散进入Si(SiO2)微粒层,在650℃与Si反应生成了新的SiC.