بررسی اثر آنیل حرارتی روی خواص شیمیایی و اپتیکی لایه های نازک کربن شبه الماسی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی مواد، دانشگاه مالک اشتر، اصفهان

2 دانشکده مواد،دانشگاه مالک اشتر اصفهان

3 دانشکده مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر اصفهان

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.

کلیدواژه‌ها