几种金属及非金属复合类金刚石薄膜的电化学沉积及性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 于元烈 |
| 学位类别 | 理学博士 |
| 答辩日期 | 2010-05-07 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 导师 | 张俊彦 |
| 关键词 | 电化学沉积 DLC复合薄膜 电学性能 光学性能 机械性能 Electrochemical deposition DLC composite films Electrical properties Optical properties Mechanical properties |
| 学位专业 | 物理化学 |
| 中文摘要 | 利用电化学沉积技术制备了几种金属及非金属纳米材料复合类金刚石(DLC)薄膜，并对其电学、光学、生物及机械等方面的性能以及相应沉积机理进行了初步考察，研究结果表明该种金属及非金属的掺杂能够有效的提高DLC 薄膜的性能，拓展了类金刚石薄膜在微电子器件等领域的应用。本论文主要内容包括： 1. 以乙腈为碳源，在不同的沉积电压下(1000-1300 V)，在单晶硅基底上用电化学沉积的方法，制备了一系列无定形碳氮复合薄膜，利用FESEM、Raman、FTIR、XPS 等表征手段对复合薄膜的组成、表面形貌及微观结构进行了研究，并通过模拟计算对相应的沉积机理进行了初步探讨，结果表明该沉积过程是一个在强电场的作用下，有机分子极化，从而吸附在电极表面解离形成大量的含碳有机离子及自由基碎片，进而在电极表面构筑a-CNx 薄膜的过程。 2. 以乙腈为碳源，在铝基底上电化学沉积制备a-CNx:H 复合薄膜，利用Raman、FTIR、XPS 等表征手段对复合薄膜的表面形貌及微观结构进行了表征，结果表明所得薄膜主要成分为C、N、H；电化学腐蚀测试结果表明所得薄膜在1% NaCl 溶液中具有较好的抗腐蚀性能。 3.以乙腈、无水甲醇、无水乙醇等有机溶剂为碳源，金属钌（Ru）、钯（Pd）、磷（P）等为掺杂剂，在单晶硅基底上电化学沉积制备得到Ru （Pd）-DLC、PPd-DLC 复合薄膜，利用HRTEM、TEM、EDS、Raman、FTIR、XPS 等表征手段对复合薄膜的形貌及微观结构进行了研究，结果表明钌、钯纳米颗粒比较均匀的分散在DLC 薄膜中。电化学测试结果表明掺杂钌、钯后DLC 薄膜的导电性能有了明显的提高；细胞吸附测试表明PPd-DLC 复合薄膜与纯碳膜相比具有更好的生物相容性。 4.以无水甲醇为碳源,氧化多层石墨烯片为掺杂剂，在单晶硅基底上电化学沉积制备得到了氧化多层石墨烯片/DLC 复合薄膜，利用TEM、HRTEM、AFM、Raman、FTIR、XPS 等表征手段对复合薄膜的表面形貌及微观结构进行了研究。性能测试表明氧化多层石墨烯片的掺入可以有效的提高类金刚石薄膜的电学及机械等方面的性能。 5. 开发了一种电化学法快速沉积a-CNx 复合薄膜的新方法，通过该方法沉积时间可以由原来的几个小时缩短为几秒钟而得到厚度较大的薄膜，并且在沉积的过程中沉积电压与原来相比也有明显的降低，大大的提高了薄膜的沉积效率。光学测试表明所得薄膜具有很好的光致发光性。 |
| 学科主题 | 电化学沉积类金刚石薄膜 |
| 公开日期 | 2012-11-07 |
| 源URL | [http://210.77.64.217/handle/362003/1696]  |
| 专题 | 兰州化学物理研究所_固体润滑国家重点实验室 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 于元烈. 几种金属及非金属复合类金刚石薄膜的电化学沉积及性能研究[D]. 中国科学院研究生院. 2010. |
入库方式： OAI收割
来源：兰州化学物理研究所
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