辉光放电辅助脉冲激光沉积CN_x薄膜的价键结构及机械性能

作     者：郑晓华 宋建强 杨芳儿 陈占领 

作者机构：浙江工业大学机械工程学院浙江杭州310014 

出 版 物：《中国激光》 (Chinese Journal of Lasers)

年 卷 期：2013年第40卷第11期

页      面：186-191页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 080501[工学-材料物理与化学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：浙江省自然科学基金项目(Y4110645) 

主　　题：薄膜 氮化碳 脉冲激光沉积 X射线光电子谱 摩擦与磨损 

摘      要：采用直流辉光放电辅助脉冲激光沉积(PLD)法,以不同的激光通量在单晶硅基底上沉积CNx薄膜。利用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱、X射线衍射(XRD)谱、X射线光电子谱(XPS)、纳米压入仪和球盘式微型摩擦磨损试验仪对薄膜的成分、微观结构、表面形貌、力学及摩擦学性能进行了系统分析。结果表明:所有薄膜处于非晶状态。当激光通量从5.1J/cm2提升至7.5J/cm2时,薄膜的含氮原子数分数由27.7%上升至34.1%;膜中sp3 C—N键和sp2 C—N键的面积百分数上升,sp3 C—C键的面积百分数降低,C原子sp3杂化程度增加,薄膜的石墨化程度下降;薄膜的硬度由3.7GPa增加至5.3GPa,磨损率从3.8×10-13 m3/(N·m)下降至7.9×10-14 m3/(N·m),摩擦系数从0.13上升至0.18。