اثر آلايش نيتروژن بر روي خواص مكانيكي و ساختاري لايه‌هاي كربن شبه الماس (DLC)

Effect of Nitrogen doping on mechanical and structural property of diamond like carbon films (DLC)

در اين مطالعه لايه‌هاي DLC با استفاده از روش لايه‌نشاني پرتو يوني مستقيم در دماي اتاق بر روي زيرلايه سيليكون لايه‌نشاني شدند. در اين مقاله اثرات آلايش نيتروژن بر خواص ساختاري، مورفولوژي و مكانيكي لايه‌ها مورد بررسي قرار مي گيرد. براي مطالعه خواص ساختاري و خواص مورفولوژي از طيف رامان و ميكروسكوپ نيروي اتمي استفاده شد. تنش داخلي با استفاده از انحناي لايه بعد از لايه‌نشاني بر يك طرف زيرلايه با استفاده از معادله استوني بررسي شد. نتايج نشان مي‌دهد كه با افزايش نرخ شار نيتروژن از 5 تا sccm 40 ميانگين زبري سطحي از 1/4 تا 68/0 نانومتر كاهش مي‌يابد. همچنين با افزايش شار نيتروژن ساختار نمونه‌ها منظم و نقص ها كم مي‌شود. نتايج نشان داد كه با افزايش شار نيتروژن تنش داخلي لايه‌ها از 63/1 تا 58/0 گيگاپاسكال كاهش مي‌يابد.

In this study, N- DLC films were deposited by direct ion beam deposition at room temperature on Si substrates. In this paper, the effects of nitrogen doped on structural, morphological and mechanical properties of layers are investigated. Raman spectroscopy and atomic force microscopy (AFM) have been used to investigate the structural and morphological properties. The internal stress was measured using calculating the curvature of the films after deposition on one side, using the Stoneyʼs equation. The results show that with increasing nitrogen flux rate from 5 to 40 sccm, the average surface roughness decreases from 4.1 to 0. 68 nm. Also, with increasing nitrogen flux, the structure of the samples is regular and the defects are reduced. The results show that with increasing nitrogen flux, the internal stress of the films decreased from 1.63 to 0.88 Gp. Keywords: Direct ion beam, Nitrogen doped, Raman spectroscopy, Stoneyʼs equation.