【摘要】：非晶碳氮(a-CN_x)薄膜是一種新型的功能材料,有著優(yōu)異的光學、電學、力學性質(zhì)和良好的化學穩(wěn)定性,在諸多領(lǐng)域里有著廣泛的應(yīng)用前景。本文采用等離子體化學氣相沉積制備了 Fe摻雜a-CN_x薄膜,研究了 Fe摻雜濃度和工藝參數(shù)對薄膜形貌、結(jié)構(gòu)及性能的影響,主要研究工作和結(jié)果如下:(1)隨著H_2流量的增大,薄膜中Fe的含量逐漸增大(1-12%),薄膜的致密性提高;薄膜中的C-C鍵隨著Fe的含量的增大而增加,而sp~2C=N鍵含量逐漸減少,sp~3C-N結(jié)合鍵也逐漸減少;Fe的摻入使得a-CN_x薄膜在200-800nm波段的反射率降低,光學帶隙減小,Fe摻雜還使得a-CN_x薄膜的發(fā)光中心從2.73eV漂移到了 2.53eV,薄膜的發(fā)光強度增強,PL發(fā)光峰變窄。(2)隨著制備工作壓強的增大,薄膜中sp~2C=N結(jié)合鍵含量增多(34.3-38.7%),而sp~3C-N結(jié)合鍵逐漸減少(22.6-20.8%),導致薄膜致密性降低;同時薄膜反射率減小,吸收帶邊發(fā)生紅移,光學帶隙逐漸減小,薄膜PL光譜強度增強,發(fā)光帶紅移,變窄(0.2-0.15eV)。隨著襯底溫度的升高,C-C結(jié)合鍵逐漸增多(30-33.4%),薄膜內(nèi)部sp~2雜化相結(jié)構(gòu)逐漸減少(34.8-27.8%),而sp~3雜化相結(jié)構(gòu)增多(25.2-29.2%),硬度增大,薄膜逐漸變得致密;薄膜在200-800nm的反射率逐漸減小而吸收率逐漸增大,薄膜的光學帶隙逐漸增大;sp~2/sp~3比例減小,薄膜的PL發(fā)光中心發(fā)生了藍移,發(fā)光強度增強。隨著N2流量的增大,C-C結(jié)合鍵比例逐漸減小(33.4-25.3%),sp~2C=N鍵含量增多(27.8-34.8%),薄膜逐漸變得疏松,薄膜在400-800nm波段范圍內(nèi)反射率逐漸增大,光學帶隙逐漸減小,PL發(fā)光中心發(fā)生紅移,光譜峰強度下降。
【學位授予單位】：西南科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2

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