بررسی تحولات ساختاری لایه نازک کربن شبه‌الماس ایجاد شده توسط فنّاوری رسوب‌دهی پرتو یونی تحت تاثیر دمای زیرلایه

دمای زیرلایه نقش مهمی در تحرک گونه های کربنی و سازوکار رشد و تشکیل لایه کربن آمورف با مشخصه شبه الماسه دارد. ساختار کربن آمورف تحت تاثیر دمای زیرلایه می تواند به سمت ساختار شبه الماسه و شبه گرافیته تغییر کند. از این رو در پژوهش حاضر، تغییرات ساختاری پوشش کربن شبه الماس با تغییر دمای زیرلایه توسط فرایند رسوب دهی پرتو یونی مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور، پارامتر دمای زیرلایه جهت لایه نشانی پوشش کربن شبه الماس، مقادیر 80، 110 و 140 درجه سلسیوس در نظر گرفته شد. جهت ارزیابی ساختار و ترکیب شیمیایی پوشش های ایجادشده تحت تاثیر دمای زیرلایه، از آنالیزهای طیف سنجی رامان و فوتوالکترون پرتوی ایکس (xps) و برای ارزیابی ضخامت و زبری سطح پوشش های اعمالی، از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (fesem) و نیروی اتمی (afm) استفاده شد. مطابق با نتایج، کمترین مقدار زبری سطح پوشش کربن شبه الماس، در دمای زیرلایه 110 درجه سلسیوس مشاهده شد. همچنین کمترین مقدار id/ig و بیشترین میزان پیوند sp3، در دمای زیرلایه 110 درجه سلسیوس بدست آمد.

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

the substrate temperature plays an important role in the mobility of carbon species as well as the formation and growth mechanism of the amorphous carbon layers with diamond-like characteristics. the amorphous carbon structure can be transformed into the diamond- and graphite-like structure under the effect of substrate temperature. given that, this study aimed to investigate the structural evolution of the diamond-like carbon coating followed by changing the substrate temperature through the radio frequency direct ion beam deposition. in this regard, the substrate temperature values were obtained as 80, 110, and 140 °c for the deposition of dlc coatings. raman and x-ray spectroscopy (xps) analyzes were done to evaluate the structure and chemical composition of the coatings. to further investigate the thickness and roughness of the applied coatings, 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 obtained at the substrate temperature of 110 °c. in addition, the lowest value of id/ig and the highest amount of sp3 bonding were obtained at the same substrate temperature.