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1、㈩㈣州㈨l0Y15j11j石⑧天畢大獸非晶態(tài)碳膜和炭氮薄膜的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)碩士學(xué)位論文■■一一一________一學(xué)科專業(yè):材料物理與化學(xué)作者姓名:吳堅(jiān)清指導(dǎo)教師:白海力教授麗j天津大學(xué)研究生院天津大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTAmorphouscarbon(a—C)andcarbonnitride(a—CNx)filmshavebeenextensivelyinvestigatedduetotheirexcellentpropertie
2、s,suchashighhardness,wearresistancecontrollableopticalbandgapandadjustableelectricalconductivityInliterature,thereportedresultsarecontradictoryregardingtheeffectofcarbonhybridizationstates,disorderandNincorporationontheo
3、pticalandelectricalpropertiesInordertofurtherinvestigatethemicrostructureandpropertiesoftheaCandaCNxfilms,wefabricatedthefilmsbyDCfacingtargetreactivemagnetronsputteringunderdifferentsputteringpower(P)andnitrogenpartialp
4、ressure(_PN2),respectivelyAndthestructure,defectsopticalandelectricalpropertiesofthesampleswereinvestigatedsystematicallySputtereda—Cfilmsaresp2一richbuthighlydisorderedwitharathersmallsizedaromaticsp2CclustersComparedtOt
5、hewide—gapinsulators,egtaCandDLC,allthesputteredaCfilmspossessmuchnarroweropticalbandgapandrelativelyhigherconductivityWithincreasingP,thehighenergyofincidentCatomscausestheconversionofsomepreviouslyformedCsp3bondstoCsp2
6、bondsSOthatthefractionofsp。Candthenumber(orthesize)ofsp2clustersinthefilmsincreaseIngeneralthisstructuremodificationincreasesthedefectdensityN,determinedfromtheelectronparamagneticresonance(EPR)TheopticalgapwidensfromO11
7、to070eVasPincreases,whiletheroom—temperatureconductivitydecreasesbytwoordersofmagnitudeAtlowPthestructuredisorderwithmoredistortedbond—anglesisthemainreasonfornarrowedgapThedecreasinglocalizationparameterN(EF)7。3forthea—
8、CfilmsdepositedathighPreflectsasmallerhoppingconductivitybelow300KWiththeincreaseofPs2thefractionofCNbondedcarbons(ortheNcontent)increasesprimarilyattheexpenseoftheC—CbondedcarbonsandthenreachesitssaturatedvalueTheincorp
9、oratedNpreferentiallyformsdifferentkindsofnonaromaticCNphase,egnonaromaticNsp3C,C=NandN_Sp2CbondsAsPs2increases,thechangesofopticalbandgap,opticalconstants0,助andelectricalconductivityarerelatedtotheenhancedlocalizationof
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