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1、氫化非晶碳(a-C:H)薄膜具有良好的力學(xué)、電學(xué)和光學(xué)性能,在保護(hù)涂層,生物醫(yī)學(xué)和光學(xué)材料等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。在激光慣性約束聚變(ICF)物理實(shí)驗(yàn)研究中,a-C:H薄膜通常作為燒蝕層材料。Fe摻雜可以減少a-C:H薄膜的殘余應(yīng)力和增強(qiáng)與襯底的結(jié)合力:在ICF研究中Fe既可以增強(qiáng)Au的M帶電子的吸收,減少?gòu)?qiáng)激光產(chǎn)生的等離子體超熱電子對(duì)聚變物質(zhì)的預(yù)加熱,同時(shí)也可以降低電子與物質(zhì)相互作用產(chǎn)生的軔致輻射。此外,F(xiàn)e作為深能級(jí)摻雜元素,可以豐富
2、和改善a-C:H薄膜的光電子特性。本文制備了Fe摻雜a-C:H(a-C:H:Fe)薄膜,研究了Fe摻雜對(duì)a-C:H薄膜成分、表面、結(jié)構(gòu)、熱穩(wěn)定性、光學(xué)和電子場(chǎng)發(fā)射特性等方面的影響。 本論文中采用金屬有機(jī)等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積(MOPECVD)法制備a-C:H:Fe薄膜;研究了a-C:H諜膜和a-C:H:Fe薄膜的表面形貌,表面組成,微結(jié)構(gòu)等特性。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)兩種類型的薄膜表面都比較光滑、平整、均勻。但a-C:H:Fe薄膜比a-C:
3、H薄膜表面更致密,表面顆粒小。a-C:H:Fe薄膜a-C:H薄膜含有更多的六重環(huán)狀結(jié)構(gòu)、C=C雙鍵和sP2團(tuán)簇。 本文比較了a-C:H薄膜和a-C:H:Fe薄膜的沉積速率和熱穩(wěn)定性能,同時(shí)對(duì)薄膜光學(xué)帶隙和光致發(fā)光(PL)性質(zhì)以及電子場(chǎng)發(fā)射性能也進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:由于二茂鐵的催化作用,F(xiàn)e摻雜可以提高薄膜的沉積速率:在Ar氛圍中加熱或者空氣中激光蝕刻,a-C:H:Fe比a-C:H更容易碳化;a-C:H:Fe和a-C:H薄膜的光
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