金刚石、类金刚石薄膜技术,是指利用各种光学薄膜制作技术制作接近天然金刚石和人造单晶金刚石,有些范围光的吸收率低到 1%;具有很高的硬度、良好的导热性、耐腐蚀性以及化学稳定性高--1000C(摄氏度)以上仍保持其化学稳定性等特性。类金刚石碳(DLC)涂层的主要成分为碳是一种兼有高硬度和优异摩擦性能的非晶体硬质薄膜,一种非晶亚稳态结构,DLC膜的成份主要指sp3键和sp~2键,还可能含有一些杂质相如C-H等
一、DLC薄膜性能
1、机械性能:高硬度和高弹性模量、优异的耐磨性、低摩擦系
2、DLC膜中氢的含量超过40%门限时能获得很低的摩擦系数,但过多的氢存在将降低膜与基体的结合力和表面硬度,使内应力增大。
3、电学性能:表面电阻高化学惰性大光学性能:DLC膜在可见光区通常是吸收的,在红外区具有很高的透过率
4、稳定性;亚稳态的材料,热稳定性很差, 400摄氏度
二、DLC薄膜应用
1、机械应用
用于防止金属化学腐蚀和划伤方面,磁介质保护膜
2、电子领域的应用
ULSI芯片的制造:光刻电路板的掩膜ULSI的BEOL(线后端)互联结构的低K值的材料碳膜和DLC膜交替出现的多层结构构造共振隧道效应的多量子阱结构DLC可作为平面板场发射显示FED的电子发射器
3.光学领域的应用
用在锗光学镜片上和硅太阳能电池上作为减反射膜塑料和聚碳酸脂等低熔点材料组成的光学透镜表面抗磨损保护层DLC膜为性能极佳的发光材料之一: 光学隙带范围宽,室温下光致发光和电致发光率都很高
4.医学领域的应用
在人工心脏瓣膜的不锈钢或钦合金表面沉积DLC膜能同时满足机械性能、耐腐蚀性能和生物相溶性要求,人工关节承受面的抗磨层
三、DLC薄膜制备方法
物理气相沉积
1、离子束沉积(IBD):采用等离子体溅射石墨靶形成大量的碳离子并通过电磁场加速使碳离子沉积于基体表面形成DLC膜
2、溅射沉积 特点:沉积的离子能量范围宽,主要分为: 直流溅射、射频溅射、磁控溅射
3、磁过滤阴极弧沉积
4、脉冲激光沉积(PLD):
多功能的工艺方法,可以用来沉积从高温超导体到硬质涂层等多种不同性质的材料。
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