電子束輻照對碳氮薄膜結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)的影響.pdf

1、非晶碳氮薄膜由于具有良好的物理性質(zhì)而備受關(guān)注，在防護涂層、電子學(xué)器件以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。輻照是常用的材料改性手段之一。本文通過雙對向靶直流磁控濺射法制備了非晶碳氮薄膜，并對制備后的樣品進(jìn)行電子束輻照，研究了電子束輻照對薄膜結(jié)構(gòu)和力學(xué)性質(zhì)的影響。 結(jié)構(gòu)分析表明，隨著氮分壓的增大，薄膜中氮含量CN先由8.9％增大至22％，然后逐漸減小，sp3鍵含量減少而sp2鍵區(qū)域的尺寸和數(shù)目都有所增加，薄膜趨于石墨化。經(jīng)電子束

2、輻照后，由于薄膜表面處發(fā)生氮化和氧化，各氮分壓條件下制備的薄膜中氮含量均有不同程度的提高，最大值為25.4％。薄膜表面各元素的價鍵結(jié)構(gòu)在輻照后有了較大改變。由于電子束對薄膜的電離和位移效應(yīng)，薄膜內(nèi)sp3C鍵被破壞，形成未飽和的sp2C懸鍵并形成sp2團簇，薄膜更加趨于石墨化。 納米刻痕測試表明，隨著氮分壓的增加，薄膜硬度從17.9 GPa緩慢下降14.4GPa然后逐漸回升，與氮含量隨氮分壓的變化趨勢相反。輻照后由于結(jié)構(gòu)的變化使薄