بررسی اثر ولتاژ بایاس بر مشخصه‌های ساختاری و مکانیکی لایه نازک کربن شبه الماس اعمال شده توسط فرایند رسوب‌دهی پرتو یونی

در این پژوهش اثر ولتاژ بایاس بر تغییرات ساختاری لایه نازک کربن شبه الماس  ایجاد شده توسط فرایند رسوب دهی پرتو یونی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور، پارامتر ولتاژ بایاس در مقادیر v0، v50- ، v100- و v150- روی زیرلایه آلیاژ آلومینیوم aa5083  در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی تغییرات ساختاری از طیف سنجی رامان استفاده شد. همچنین جهت تاثیر ولتاژ بایاس بر ضخامت و زبری سطح پوشش های اعمالی، از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) و میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem) نیز استفاده گردید. سختی و مدول الاستیک توسط آزمون نانوسختی سنجی اندازه گیری شد. نتایج آنالیز رامان نشان دهنده بیش ترین میزان پیوندهای sp3 در لایه نازک کربن شبه الماس در ولتاژ بایاس v50- بود و با افزایش ولتاژ بایاس، مقدار پیوندهای  sp3 کاهش پیدا کرد.  نتایج آنالیز afm گویای کم ترین میزان زبری سطح لایه (nm 10) در ولتاژ بایاس v50- بود.  با توجه به این که میزان پیوندهای sp3 در ولتاژ بایاس v50- در حداکثر مقدار خود قرار داشت، سختی در این مقدار ولتاژ بایاس نیز نسبت به ولتاژهای دیگر بالاتر و برابر gpa 14.1بود. 

effect of bias voltage on structural and mechanical characteristics of diamond-like carbon thin film applied by ion beam deposition

this study, investigates the effect of bias voltage on structural changes of diamond-like carbon thin film created by ion beam deposition is investigated. for this purpose, the bias voltage in the values of 0 v, -50 v, -100 v and -150 v on the aa5083 aluminum alloy was considered. raman spectroscopy was used to evaluate structural. influence of the bias voltage on the thickness and roughness of coatings by atomic force microscope (afm) and field emission scanning electron microscope (fesem) were investigates. hardness and elastic modulus were measured by nanoindentation test. the results of raman analysis showed the highest amount of sp3 bonds in the diamond-like carbon thin film at bias voltage of -50 vs. results of afm showed the lowest of surface roughness (10 nm) at bias voltage of -50 vs. the hardness of diamond-like carbon thin film was 14.1 gpa at the bias voltage of -50 vs.