نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 پژوهشکده مهندسی مواد، دانشگاه صنعتی مالک اشتر

2 پژوهشکده مهندسی مواد،دانشگاه صنعتی مالک اشتر

10.30501/jamt.2022.349543.1233

چکیده

دمای زیرلایه نقش مهمی در تحرک گونه‌های کربنی و سازوکار رشد و تشکیل لایه کربن آمورف با مشخصه شبه الماسه دارد. ساختار کربن آمورف تحت تاثیر دمای زیرلایه می‌تواند به سمت ساختار شبه الماسه و شبه گرافیته ‌تغییر یابد. لذا در پژوهش حاضر، تغییرات ساختاری پوشش کربن شبه الماس با تغییر دمای زیرلایه توسط فرایند لایه‌نشانی پرتو یونی مستقیم بسامد رادیویی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، جهت لایه‌نشانی پوشش کربن شبه الماس، پارامتر دمای زیرلایه با مقادیر 80، 110 و C˚140 در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی ساختار و ترکیب شیمیایی پوشش‌های ایجاد شده تحت اثر دمای زیرلایه، از آنالیزهای طیف‌سنجی رامان و فوتوالکترون پرتو ایکس (XPS) استفاده شد. همچنین جهت ارزیابی ضخامت و زبری سطح پوشش‌های اعمالی، از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM) و نیروی اتمی (AFM) استفاده گردید. مطابق با نتایج، کمترین مقدار زبری سطح پوشش‌ کربن شبه الماس، در دمای زیرلایه C˚ 110 مشاهده شد. همچنین کمترین مقدار ID/IG و بیشترین میزان پیوندsp3 در دمای زیرلایه C˚ 110 بدست آمد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigating of structural evolution of diamond-like carbon thin film under the effect of substrate temperature applied by ion beam deposition technology

نویسندگان [English]

  • saeid mersagh dezfuli 1
  • soheila rohollahi 1
  • seyed hojatollah hosseini 1
  • karim zangeneh madar 1
  • Mohammadreza Ebrahimi Fordoei 2

1 Department of Materials Engineering, Malek Ashtar University of Technology

2 Department of Materials Engineering, Malek Ashtar University of Technology

چکیده [English]

The temperature of substrate plays an important role in the mobility of carbon species and formation and growth mechanism of the amorphous carbon layer with diamond-like characteristics. Amorphous carbon structure can change to diamond-like and graphite-like structure under the influence of substrate temperature. Therefore, in this research, the structural evolution of the diamond-like carbon coating with the change of the substrate temperature have been investigated by the radio frequency direct ion beam deposition. For this purpose, the parameter of the substrate temperature was 80, 110, and 140 °C for the deposition of DLC coatings. Raman and X-ray spectroscopy (XPS) analyzes were used to evaluate the structure and chemical composition of the coatings. Also, to investigate the thickness and roughness of the coatings applied, atomic force microscopy (AFM) and field emission scanning electron microscopy (FESEM) were used. According to the results, the lowest roughness value of the diamond-like carbon coating surface was observed at the substrate temperature of 110°C. Also, the lowest value of ID/IG and the highest amount of sp3 bonding were obtained at the substrate temperature of 110°C.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Ion beam deposition
  • substrate temperature
  • Sp3 bond
  • diamond-like carbon