Исследование структуры и механических свойств пленок тетраэдрального аморфного углерода, осажденных с помощью импульсного катодно-дугового источника при различных расстояниях между источником и подложкой

Пленки тетраэдрального аморфного углерода осаждались через диафрагму диаметром 27 мм на кремниевые подложки с помощью импульсного катодно-дугового источника на трех различных расстояниях между источником и подложкой: 150, 215 и 265 мм. Структура и механические свойства полученных пленок тетраэдрального аморфного углерода изучались с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света и наноиндентирования. Результаты показали, что с увеличением расстояния структура пленок меняется. Снижается концентрация упорядоченных ароматических колец в Csp² кластере и увеличивается концентрация цепочечных групп. Максимальные значения нанотвердости и модуля Юнга достигаются при расстоянии между источником и подложкой 150 мм и составляют 21 и 197 ГПа соответственно. С увеличением расстояния до 265 мм эти величины снижаются до 16 и 177 ГПа соответственно. Возможно, на близком расстоянии от импульсного источника в пленках формируются более плотно упакованные структуры, что сказывается на более высокой нанотвердости. Предполагается, что формирование структуры пленок при различных расстояниях от источника определяется энергетическими и пространственными параметрами импульсного плазменного потока.