研究目的
研究基片偏压及基片/等离子体发生器间距对PACVD法合成a-C:H:SiOx薄膜性能的影响。
研究成果
采用脉冲偏压辅助等离子体增强化学气相沉积（PACVD）方法，在硅基底上合成了具有良好力学性能和高疏水性的a-C:H:SiOx薄膜。当基底偏压幅值从-130V增至-500V且基底/等离子体发生器间距从150mm缩短至100mm时，薄膜力学性能显著提升。该薄膜展现出优异的疏水性，水接触角约91°，总表面自由能低至约17.9mN/m。
研究不足
该研究仅限于衬底偏压及衬底/等离子体发生器间距对a-C:H:SiOx薄膜性能的影响。研究结果可能不适用于其他类型薄膜或沉积条件。
1：实验设计与方法选择：
通过结合脉冲双极衬底偏压的等离子体辅助化学气相沉积技术，利用氩气与聚苯甲基硅氧烷蒸气的混合气体，在硅(100)和玻璃衬底上合成了a-C:H:SiOx薄膜。通过控制衬底偏压负脉冲幅度、衬底与等离子体发生器间距等工艺参数开展研究。
2：样品选择与数据来源：
采用硅(100)和玻璃衬底。通过纳米压痕技术、原子力显微镜、傅里叶变换红外光谱及拉曼光谱对薄膜进行表征。
3：实验设备与材料清单：
NanoTest 600硬度计（测量硬度和杨氏模量）、Centaur U HR拉曼光谱仪、Nicolet 5700傅里叶变换红外光谱仪、AFM Solver P47原子力显微镜（测量表面粗糙度）、Linnik显微干涉仪MII 4（测量薄膜厚度）。
4：实验流程与操作步骤：
衬底经常规超声清洗后，在薄膜沉积前进行氩等离子体处理。在不同衬底偏压及衬底/等离子体发生器间距条件下沉积薄膜。
5：数据分析方法：
采用高斯曲线拟合拉曼光谱，通过Oliver-Pharr法测定硬度和杨氏模量，运用Owen-Wendt方程计算接触角和表面自由能。
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NanoTest 600
600
MicroMaterials
Measurement of hardness and Young's modulus by instrumented indentation
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Centaur U HR
U HR
Measurement of Raman spectra
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Nicolet 5700
5700
Measurement of Fourier transform infrared spectra
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AFM Solver P47
P47
Surface roughness measuring in semi-contact regime
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Linnik microinterferometer MII 4
MII 4
LOMO
Measurement of film thickness
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