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脉冲激光沉积类金刚石膜技术 被引量:9
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作者 郭延龙 王淑云 +5 位作者 王小兵 袁孝 卢常勇 万强 孙斌 程勇 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2008年第3期32-37,共6页
脉冲激光沉积(PLD)技术制备类金刚石(DLC)薄膜存在着金刚石相含量较低、石墨颗粒多、薄膜与衬底附着力差、膜内应力大等技术难题,为此,研究人员研究出了多种技术措施,如通过引入背景气体、超快激光、偏压、磁场以及加热等措施提高了薄... 脉冲激光沉积(PLD)技术制备类金刚石(DLC)薄膜存在着金刚石相含量较低、石墨颗粒多、薄膜与衬底附着力差、膜内应力大等技术难题,为此,研究人员研究出了多种技术措施,如通过引入背景气体、超快激光、偏压、磁场以及加热等措施提高了薄膜金刚石相含量;采用金刚石或丙酮靶材、减小单脉冲能量等措施减少了石墨颗粒;采用间歇沉积、真空退火、超快激光等措施减少了膜内应力;合理设计过渡层改善了膜与衬底间的附着力等。这些技术有力地推动了脉冲激光沉积技术的发展。 展开更多
关键词 脉冲激光沉积 类金刚石膜 超快激光 负偏正
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衬底温度对类金刚石薄膜力学性能的影响 被引量:3
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作者 吴卫东 王锋 +6 位作者 李俊 李盛印 曹林洪 葛芳芳 巨新 唐永建 孙卫国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期769-773,共5页
采用脉冲激光沉积方法在不同衬底温度下制备了最高硬度与弹性模量分别达45 GPa和290GPa,且表面十分光滑的类金刚石薄膜。在相对湿度为80%的条件下,薄膜最低的摩擦系数与磨损率分别为0.045与5.74×10-10mm3.N-1.m-1。实验结果表明,... 采用脉冲激光沉积方法在不同衬底温度下制备了最高硬度与弹性模量分别达45 GPa和290GPa,且表面十分光滑的类金刚石薄膜。在相对湿度为80%的条件下,薄膜最低的摩擦系数与磨损率分别为0.045与5.74×10-10mm3.N-1.m-1。实验结果表明,硬度与弹性模量随衬底温度升高而降低,摩擦系数与磨损率随衬底温度升高而增大。拉曼光谱表明:在室温下制备的薄膜为典型类金刚石结构,sp3含量高达76.8%,而随温度升高,薄膜结构逐渐经无定形碳结构向纳米晶石墨结构方向发展,sp3含量也随之降低,力学性能变差。 展开更多
关键词 脉冲激光沉积 类金刚石薄膜 衬底温度 硬度 弹性模量 摩擦系数 磨损率
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用脉冲激光沉积法在Al_2O_3上沉积类金刚石薄膜 被引量:1
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作者 罗乐 储雅琼 +3 位作者 秦娟娟 方晓东 方尚旭 陶汝华 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期1106-1110,共5页
为了研究沉积时间和衬底温度对类金刚石薄膜的影响,在用脉冲激光沉积法在Al2O3衬底上制备类金刚石薄膜的实验中,保持其他实验参数不变,先取沉积时间分别为15 min和40 min来沉积薄膜;再取衬底温度分别30℃和300℃来沉积薄膜。用显微镜观... 为了研究沉积时间和衬底温度对类金刚石薄膜的影响,在用脉冲激光沉积法在Al2O3衬底上制备类金刚石薄膜的实验中,保持其他实验参数不变,先取沉积时间分别为15 min和40 min来沉积薄膜;再取衬底温度分别30℃和300℃来沉积薄膜。用显微镜观察薄膜是否有起皱现象,用Raman光谱仪检测薄膜的微观结构,用原子力显微镜检测薄膜的表面形貌。结果表明:薄膜中存在一些石墨颗粒。沉积时间和衬底温度对薄膜的黏附性和微观结构均有显著影响——延长沉积时间或升高衬底温度都将导致薄膜内的残余应力增加和薄膜起皱。缩短沉积时间或升高衬底温度都将导致薄膜中的sp3/sp2比值减小、非晶态的sp2键向石墨晶相转化、石墨晶粒数量增多,体积增大。最后,根据脉冲激光沉积类金刚石薄膜的机理对实验现象进行了分析。 展开更多
关键词 脉冲激光沉积法 类金刚石薄膜 衬底温度 沉积时间 黏附性 微观结构
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大功率准分子激光制备类金刚石膜及场发射性能
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作者 赵立新 彭鸿雁 +6 位作者 陈玉强 陈宝玲 徐闰 黄健 王林军 夏义本 王惟彪 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2008年第5期615-620,共6页
采用大功率高重复频率准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石膜,研究了激光功率密度和重复频率对类金刚石膜的结构及场发射性能的影响。保持重复频率不变,提高激光功率密度可提高膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能;在最佳激光功率密... 采用大功率高重复频率准分子激光溅射热解石墨靶制备了类金刚石膜,研究了激光功率密度和重复频率对类金刚石膜的结构及场发射性能的影响。保持重复频率不变,提高激光功率密度可提高膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能;在最佳激光功率密度下,当重复频率由200Hz提高到500Hz,膜中sp3键碳的含量和膜的场发射性能先提高,后降低,在300Hz时达到最佳。在300Hz重复频率、1010W/cm2激光功率密度下,膜的发射阈值电场为26V/μm,在34V/μm的电场下测得电流密度为14μA/cm2。根据类金刚石膜的场发射机理对上述结果进行了分析解释。 展开更多
关键词 脉冲激光沉积 类金刚石膜 场发射
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Effect of nitrogen pressure on optical properties and microstructure of diamond-like carbon films grown by pulsed laser deposition 被引量:2
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作者 丁旭丽 李清山 孔祥和 《Optoelectronics Letters》 EI 2009年第2期117-119,共3页
The effect of nitrogen pressure on optical properties of hydrogen-free diamond-like carbon (DLC) films deposited by pulsed laser ablation graphite in different background pressures of nitrogen is reported. By varying ... The effect of nitrogen pressure on optical properties of hydrogen-free diamond-like carbon (DLC) films deposited by pulsed laser ablation graphite in different background pressures of nitrogen is reported. By varying nitrogen pressures from 0.05 to 15.00 Pa, the photoluminescence is gradually increased and optical transmittance is gradually decreased. Atomic force microscopy (AFM) is used to observe the surface morphology of the DLC films. The results indicate that the surface becomes unsmoothed and there a... 展开更多
关键词 Atomic force microscopy diamond films diamond like carbon films GRAPHITE Hydrogen laser ablation MICROSTRUCTURE NITROGEN Optical properties Pressure effects pulsed laser deposition Raman spectroscopy Surface morphology
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激光沉积大面积均匀类金刚石膜的设计改进及实验 被引量:5
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作者 陆益敏 黄国俊 +4 位作者 郭延龙 丁方正 陈霞 韦尚方 米朝伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第3期555-560,共6页
针对激光等离子体的边缘粒子对激光沉积类金刚石膜性能的不利影响,改进自转衬底一维变速平移技术的大面积均匀镀膜机构。利用开孔的挡板滤除等离子体边缘的粒子,同时在原有膜厚分布数学模型中加入相应的模块;通过优化模型中的机构运动参... 针对激光等离子体的边缘粒子对激光沉积类金刚石膜性能的不利影响,改进自转衬底一维变速平移技术的大面积均匀镀膜机构。利用开孔的挡板滤除等离子体边缘的粒子,同时在原有膜厚分布数学模型中加入相应的模块;通过优化模型中的机构运动参数,指导实验获得了直径200 mm的大面积均匀类金刚石膜。测试结果表明:该类金刚石膜的不均匀性为±4.5%,且膜厚分布特征与理论优化结果相同,同时纳米硬度和红外透过率较改进前显著提高;相对于改进前的大面积均匀镀膜技术,改进后的机构具有更实际的应用价值。 展开更多
关键词 机械制造工艺与设备 光学薄膜 脉冲激光沉积 类金刚石膜 大面积均匀薄膜
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脉冲激光沉积低内应力多层类金刚石膜 被引量:1
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作者 陆益敏 郭延龙 +3 位作者 黄国俊 黎伟 万强 唐璜 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期275-280,共6页
为解决类金刚石膜内应力极大的问题,利用很薄的岛状结构锗层与较厚的类金刚石层循环,设计并制备了具有低内应力的多层类金刚石膜。其中,类金刚石层为主要功能膜层,起到硬质保护和光学增透的作用;而锗层作为缓冲层,起到缓解纯类金刚石膜... 为解决类金刚石膜内应力极大的问题,利用很薄的岛状结构锗层与较厚的类金刚石层循环,设计并制备了具有低内应力的多层类金刚石膜。其中,类金刚石层为主要功能膜层,起到硬质保护和光学增透的作用;而锗层作为缓冲层,起到缓解纯类金刚石膜内应力过大的问题,同时由于锗层很薄,对整个膜层的机械性能和红外特性的影响很小。测试表明,制备的多层类金刚石膜内应力为2.14 GPa,比纯类金刚石膜降低了39%,通过了GJB2485-95《光学膜层通用规范》中的重摩擦测试;同时,其纳米硬度仍保持在47 GPa的高水平。该多层类金刚石膜可以作为实际应用的红外窗口保护膜。 展开更多
关键词 脉冲激光沉积 多层类金刚石膜 锗缓冲层 低内应力
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激光制备多层结构的软质基底耐磨类金刚石膜
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作者 程勇 陆益敏 +5 位作者 黄国俊 万强 黎伟 韦尚方 田方涛 米朝伟 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期102-106,共5页
为提高金属铜软基底的耐磨、抗蚀能力,采用脉冲激光沉积技术制备了金属铜基底上的多层结构类金刚石保护膜;其中的碳化硅-类金刚石循环层避免了类金刚石膜层中内应力的累积,降低了功能类金刚石层破裂的风险,碳化硅持力层降低了软质铜基... 为提高金属铜软基底的耐磨、抗蚀能力,采用脉冲激光沉积技术制备了金属铜基底上的多层结构类金刚石保护膜;其中的碳化硅-类金刚石循环层避免了类金刚石膜层中内应力的累积,降低了功能类金刚石层破裂的风险,碳化硅持力层降低了软质铜基底与高硬度类金刚石层的硬度差,金属钛层则使得铜基底与上层碳化硅层牢固结合。实验测试表明,多层结构类金刚石保护膜在铜基底上附着牢固,可通过美军标MIL-48497A规定的重摩擦和国军标GJB150.5A-2009规定的高低温冲击试验,同时能够承受弱碱溶液的腐蚀;摩擦系数低、处于0.093以下,耐磨性能好、2h摩擦未见磨痕。针对不同金属基底特性改进工艺,该技术可应用于存在腐蚀性环境中机械工具的抗磨保护膜。 展开更多
关键词 脉冲激光沉积 多层结构类金刚石膜 摩擦性能 耐蚀性能
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