摘要：非晶碳膜主要由sp2、 sp3杂化碳组成的非晶态和微晶态结构的含氢碳膜，具有高硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、高稳定性、宽能隙和载流子高迁移率等优异性质。本论文首先简述了非晶碳膜的结构、分类、性质。然后,介绍了制备金刚石膜的一种最常用的主要方法:微波等离子体化学气相沉积法。最后，综述了非晶碳膜在当代社会中的一些重要应用。58317

毕业论文关键词：非晶碳膜，微波等离子体化学气相法，应用

 Abstract：Amorphous carbon films are composed mainly by the SP2 and SP3 hybridized amorphous and microcrystalline hydrogenated carbon films, which have high hardness, low friction coefficient, high elastic modulus, high thermal conductivity, high insulation, high stability, wide energy gap, high carrier mobility and other excellent properties. In this thesis, the structure, classification and properties of the amorphous carbon film are briefly introduced. Then, the microwave plasma chemical vapor deposition method is introduced, which is the main method of preparing diamond like carbon film. At last, we summarize some important applications of amorphous carbon film in the contemporary society

Keyword: Amorphous carbon film, microwave plasma chemical vapor phase method, application

目录

1 绪论 5

1.2非晶态碳膜的分类. 5

1.3非晶态碳膜的性质 6

2.非晶态碳膜的制备方法.. 错误！未定义书签。

2.1实验设备及方法 .. 错误！未定义书签。

2.1.1微波等离子CVD法6

2.1.2物理气相法9

2.2设备方法比较 9

3金刚石膜在当代社会中的重要应用 错误！未定义书签。

3.1金刚石膜刀具应用.10

3.2金刚石膜光学应用.10

3.3金刚石膜航天应用.11

3.4金刚石膜军事应用.11

3.5金刚石膜热沉应用.11

3.6金刚石膜电子学应用..11

3.7金刚石膜微电子－机械系统应用.11

4 结果与讨论 12

结论 13

参考文献 14

致谢 15

1 绪论

自上世纪七十年代起，随着不断革新基础工业、新技术新产品的蓬勃兴起，各行业对材料的综合性能要求也越来越高，因此薄膜技术也得到了快速的发展，自从1971年Aisenberg和Chabot第一次利用碳的离子束沉积技术制备出具有金刚石特征的非晶碳膜以后，全球范围内掀起了制备类金刚石薄膜的浪潮。碳材料广泛分布于自然界，并能以多种形式及结构存在于地壳中,例如常见的有石墨、金刚石、无定形碳。常态下碳原子有三种键合方式：sp1、sp2和sp3如图1所示，因此碳可以形成多种晶态和非晶态结构。

图1 sp1、sp2和sp3杂化轨道示意图

碳膜是一类由不同杂化轨道的碳构成的膜状物质。可按其结构、制法、性能和用途进行分类，具体分为四配位非晶态碳膜、热解碳膜、纳米管碳膜、无定形碳膜、玻璃状碳膜、高结晶度石墨碳膜；机械用碳膜、分离用碳膜、工具领域用金刚石碳膜、为消除静电堆积用晶须碳膜等。而本论文研究的非晶态碳膜就是具有一系列优良性能的新型薄碳膜材料，一种复杂的碳的无序结构。

金刚石膜具有高硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、高稳定性、宽能隙和载流子高迁移率等优异性质和这些优异特性的组合，是一种在传统工业、军事、航天航空和高科技领域具有广泛应用前景的新材料，被称为是继石器时代、青铜器时代、钢铁时代、硅时代以来的第五代新材料，亦被称为是继塑料发明以来在材料科学领域的最伟大的发明。