一种直流放电活性原子束喷射制备氮化碳纳米薄膜的方法

摘要

本发明属薄膜制备技术领域，具体为一种直流放电活性原子束喷射制备氮化钛纳米薄膜的方法。该方法利用一台弧热等离子束源来分解甲烷和氮气，出射离子束由高密度的中性氮原子和甲基构成，强度为10¹⁹-10²⁰原子/弧度.秒。出射束粒子达到衬底，使得在低衬底温度(小于200摄氏度)合成氮化碳薄膜。合成的薄膜由致密的为21-50纳米的球形晶粒构成，晶粒主要是β-C₃N₄、石墨相C₃N₄和CNx结构。

主权项

1、一种直流放电活性原子束喷射制备氮化碳纳米薄膜的方法，其特征在于具体步骤如下：第一步，在光滑衬底材料表面沉积一层10-100纳米不同质量配比的钴/镍或镍/铁，或纯钴、纯镍或纯铁的中间层，沉积在本底真空中进行，沉积过程中衬底不加热；沉积完成后，衬底加热至280-300摄氏度，然后自然冷却；第二步，将经第一步处理衬底放置在原子束源下方2-5厘米处，将1/10-1/150的甲烷/氮气混合气体通入原子束源，当原子束源内气压达到20-30乇时启动辉光放电，提高供电电压使放电电流达到最高的稳定值，放电电压在100-200伏之间保持稳定；然后，打开挡板，开始沉积氮化碳薄膜；沉积时衬底不加热，沉积速率0.001-0.15微米/分钟，沉积时间为25-35分钟；在辉光放电启辉后，原子束源内气压在10-100乇内调节。