4
دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان، دانشکده مهندسی مواد
چکیده
چکیده- در این تحقیق لایه‌های کربن شبه الماسی روی زیرلایه‌های سیلیکونی به روش بیم یونی و به کمک گازهای پروپان و آرگون لایه‌نشانی شدند. سپس اثرات آنیل حرارتی (در محدوده دمایی 200 تا 500 درجه سانتی‌گراد) روی خواص شیمیایی و اپتیکی لایه‌های نازک کربن شبه الماسی ارزیابی شد. ساختار، مورفولوژی و پیوندهای شیمیایی لایه‌ها به ترتیب با روش‌های طیف‌سنجی رامان، میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی و طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادن قرمز مورد آنالیز قرار گرفت. نتایج آنالیز رامان اثبات کرد که آنیل حرارتی سبب تغییر شبکه‌های زنجیره‌ای به حلقه‌های آروماتیک می‌شود. بر اساس نتایج میکروسکوپی الکترونی روبشی گسیل میدانی ترک‌های میکرو در لایه آنیل شده با دمای 200 درجه سانتی‌گراد تشکیل شد. همچنین نتایج آنالیز طیف‌سنجی تبدیل فوریه مادن قرمز نشان داد که با افزایش دمای آنیل، عبور لایه‌های کربن شبه الماسی در محدوده طول‌موجی 5-3 میکرومتر کاهش می‌یابد. علاوه بر این نتایج نشان داد که تجزیه لایه‌های کربن شبه الماسی از دمای 300 درجه سانتی‌گراد آغاز می‌شود و همچنین افزایش دمای آنیل تا 500 درجه سانتی‌گراد باعث اکسایش بخش عمده‌ای از لایه شد.
M. Ch. Chiu, W.P. Hsieh, W.Y. Ho, D.Y. Wang, F. Sh. Shieu, Thermal stability ofCr-doped diamond-like carbon films synthesized by cathodic arc evaporation, Thin Solid Films, 476 (2005) 258– 263.
X. Deng, H. Kousaka, T. Tokoroyama, N. Umehara, Thermal stability and high temperature tribological properties of a-C:H and Si-DLC deposited by microvawe sheath voltage combination plasma, Tribology Online, 8 (2013) 257-264.
A.A. Aghaei, A. Eshaghi, E. Karami, Silicon solar cell performance deposited by diamond-like carbon thin film “Atomic oxygen effects”, Acta Astronautica, 138 (2017) 369-373.
E.L. Dalibon, N. Ghafoor , L. Rogstrom , V.J. Trava-Airoldi , M. Oden, S.P. Bruhl, Thermal stability of DLC coating deposited on precipitation hardening stainless steels, 15th conference, Chile, 17-20 November, 2015.
F. Sousani, A. Eshaghi, R. Mozafarinia, H. Jamali, Antireflection properties of germanium–carbon coating on zinc supplied substrate, Opt Quant Electron, (2017) 1-10.
R.G. Toro, P. Calandra, B. Cortese, T. de Caro, M. Brucale, A. Mezzi, F. Federici, D. Caschera, Argon and hydrogen plasma influence on the protective properties of diamond-like carbon films as barrier coating, Surf. Interfaces, 6 (2017) 60–71.
R. Zhang , J. Zhao , Y. Yang, A novel diamond-like carbon film, Surf. Interfaces, 7 (2017) 1–5.
S. Zhang, X.L. Bui, X. Li, Thermal stability and oxidation properties of magnetron sputtered diamond-like carbon and its nanocomposite coatings, Diamond & Related Materials, 15 (2006) 972–976.
L. Castaldi, D. Kurapov, A. Reiter, V. Shklover, P. Schwaller, J. Patscheider, High temperature phasechanges and oxidation behavior of Cr–Si–N coatings, Surf. Coat. Technol., 202 (2007) 781–785.
G. Dearnaley , J.H. Arps, Biomedical applications of diamond-like carbon (DLC) coatings: A review, Surf. Coat. Technol., 200 (2005) 2518–2524.
T. Kasiorowski, J. Lin, P. Soares, C.M. Lepienski, C.A. Neitzke, G.B. de Souza, R.D. Torres, Microstructural and tribological characterization of DLC coatings deposited by plasma enhanced techniques on steel substrates, Surf. Coat. Technol., 389 (2020) 125615.
Sh. Ogawa, Rintaro Sugimoto, N. Kamata, Y. Takakuwa, Decreased hydrogen content in diamond-like carbon grown by CH4/Ar photoemission-assisted plasma chemical vapor deposition with CO2 gas, Surf. Coat. Technol., 350 (2018) 863-867.
F.M. Kimock, D.W. Brown, S.J. Finke, E.G. Thear, The evolution of Ion-Beam diamond-like carbon technology into data storage: Space propulsion. Sunglasses, slides, and new disks, Data Tech (1999) 69-77.
M. Samadi, A. Eshaghi, S.R. Bakhshi, A.A. Aghaei, The influence of gas flow rate on the structural, mechanical, optical and wettability of diamond-like carbon thin films, Opt. Quant. Electron, 50 (2018) 1-14.
M. Kahn, M. Cekada, R. Berghauser, W. Waldhauser, C. Bauer, C. Mitterer, E. Brandstatter, Accurate raman spectroscopy of diamond-like carbon films deposited by an anode layer source, Diam Relat Mater., 17 (2008) 1647–1651.
F. Sousani, H. Jamali, R. Mozafarinia, A. Eshaghi, Thermal stability of germanium-carbon coatings prepared by a RF plasma enhanced chemical vapor deposition method, Infrared Phys Techno, 93 (2018) 255–259.
K.H. Er, M.G. So, Thermal stability of reactive sputtered silicon-doped diamond-likecarbon films, Journal of Ceramic Processing Research, 14 (2013) 134-138.
J. Robertson, Diamond-like amorphous carbon, Mater. Sci. Eng. R 37 (2002) 129-281.
G. Irmer, A.D. Reisel, Micro-raman studies on DLC coatings, Adv. Eng. Mater., 7 (2005) 694-705.
W. Choi, B. Hong, The effect of annealing on the properties of diamond-like carbon protective antireflection coatings, Renewable Energy 33 (2008) 226–231.
N. Khamnualthong, K. Siangchaew, P. Limsuwan, Thermal stability evaluation of diamond-like carbon for magnetic recording head application using raman spectroscopy, Procedia Engineering, 32 (2012) 888-89.
آقائی, عباسعلی, عالی پور, سجاد, اسحاقی, اکبر, سوسنی, فاطمه, & زابلیان, حسین. (1400). بررسی اثر آنیل حرارتی روی خواص شیمیایی و اپتیکی لایه های نازک کربن شبه الماسی. نشریه علوم و مهندسی سطح, 17(47), 27-36.
MLA
عباسعلی آقائی; سجاد عالی پور; اکبر اسحاقی; فاطمه سوسنی; حسین زابلیان. "بررسی اثر آنیل حرارتی روی خواص شیمیایی و اپتیکی لایه های نازک کربن شبه الماسی". نشریه علوم و مهندسی سطح, 17, 47, 1400, 27-36.
HARVARD
آقائی, عباسعلی, عالی پور, سجاد, اسحاقی, اکبر, سوسنی, فاطمه, زابلیان, حسین. (1400). 'بررسی اثر آنیل حرارتی روی خواص شیمیایی و اپتیکی لایه های نازک کربن شبه الماسی', نشریه علوم و مهندسی سطح, 17(47), pp. 27-36.
VANCOUVER
آقائی, عباسعلی, عالی پور, سجاد, اسحاقی, اکبر, سوسنی, فاطمه, زابلیان, حسین. بررسی اثر آنیل حرارتی روی خواص شیمیایی و اپتیکی لایه های نازک کربن شبه الماسی. نشریه علوم و مهندسی سطح, 1400; 17(47): 27-36.
)