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Effect of mass-selected ion species on structure and properties of diamond-like carbon films

ダイアモンド状炭素薄膜の構造と物性に及ぼす入射イオンの効果

Tang, Z.; Zhang, Z.; 鳴海 一雅; Xu, Y.; 楢本 洋; 永井 士郎; 宮下 喜好*

Tang, Z.; Zhang, Z.; Narumi, Kazumasa; Xu, Y.; Naramoto, Hiroshi; Nagai, Shiro; Miyashita, Kiyoshi*

質量分離した各種のイオン(CH$$_{x}^{+}$$ ($$x$$=0~4))を超高真空中に置いたSi基板上に堆積して、炭素薄膜を合成した。このとき、入射イオン種、エネルギー及び基板温度が重要なパラメータであった。合成した炭素薄膜の表面形態の解析には原子間力顕微鏡を用い、結合状態の評価にはラマン顕微分光光度計を利用した。その結果、100eVの$$^{12}$$C$$^{+}$$イオンを室温でSi基板に入射すると、sp$$^{3}$$結合の割合が約80%にも達する非晶質炭素膜を合成することができた。またこの薄膜の光学的バンドギャップ値は、2.54eVと非晶質炭素としては最大の部類に入るものを得た。さらに耐熱性を評価すると、CH$$_{4}^{+}$$イオンで作製した薄膜は400$$^{circ}C$$で黒鉛化するのに対して、C$$^{+}$$イオンで作製したものは、700$$^{circ}C$$まで安定かつ優れた耐熱性を示した。

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分野:Physics, Applied

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