a-C：H薄膜和a-C：H：Fe薄膜制備和性能研究.pdf

1、氫化非晶碳(a-C：H)薄膜具有良好的力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性能，在保護(hù)涂層，生物醫(yī)學(xué)和光學(xué)材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在激光慣性約束聚變(ICF)物理實(shí)驗(yàn)研究中，a-C：H薄膜通常作為燒蝕層材料。Fe摻雜可以減少a-C：H薄膜的殘余應(yīng)力和增強(qiáng)與襯底的結(jié)合力：在ICF研究中Fe既可以增強(qiáng)Au的M帶電子的吸收，減少?gòu)?qiáng)激光產(chǎn)生的等離子體超熱電子對(duì)聚變物質(zhì)的預(yù)加熱，同時(shí)也可以降低電子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的軔致輻射。此外，F(xiàn)e作為深能級(jí)摻雜元素，可以豐富

2、和改善a-C：H薄膜的光電子特性。本文制備了Fe摻雜a-C：H(a-C：H：Fe)薄膜，研究了Fe摻雜對(duì)a-C：H薄膜成分、表面、結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、光學(xué)和電子場(chǎng)發(fā)射特性等方面的影響。 本論文中采用金屬有機(jī)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(MOPECVD)法制備a-C：H：Fe薄膜；研究了a-C：H諜膜和a-C：H：Fe薄膜的表面形貌，表面組成，微結(jié)構(gòu)等特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩種類型的薄膜表面都比較光滑、平整、均勻。但a-C：H：Fe薄膜比a-C：

3、H薄膜表面更致密，表面顆粒小。a-C：H：Fe薄膜a-C：H薄膜含有更多的六重環(huán)狀結(jié)構(gòu)、C=C雙鍵和sP2團(tuán)簇。 本文比較了a-C：H薄膜和a-C：H：Fe薄膜的沉積速率和熱穩(wěn)定性能，同時(shí)對(duì)薄膜光學(xué)帶隙和光致發(fā)光(PL)性質(zhì)以及電子場(chǎng)發(fā)射性能也進(jìn)行了研究。結(jié)果表明：由于二茂鐵的催化作用，F(xiàn)e摻雜可以提高薄膜的沉積速率：在Ar氛圍中加熱或者空氣中激光蝕刻，a-C：H：Fe比a-C：H更容易碳化；a-C：H：Fe和a-C：H薄膜的光