Структура и оптические свойства покрытий алмазоподобного углерода
https://doi.org/10.29235/1561-8358-2018-63-3-280-289
Аннотация
С использованием гибридного метода катоднодугового (PVD) и химического (CVD) осаждения из газовой фазы разработан новый тип покрытий с большим содержанием sp2химически связанных атомов углерода, способных эффективно поглощать видимое оптическое излучение.
Аморфный тонкопленочный углеродный материал является перспективным для нанесения поглощающих антибликовых покрытий на корпусные детали фотоприемников оптического излучения, работающих в открытом космосе. Гибридный метод позволяет получать сильнопоглощающие покрытия, обладающие также высокими механическими и трибологическими свойствами и способные выдерживать термоциклирование от + 150 до – 100 °С.
Проведено исследование оптических характеристик АПУ покрытий в зависимости от содержания sp2связанных атомов углерода. Полученный комбинированным способом физического и химического осаждения АПУ в виде тонких слоев позволяет достичь достаточно высокого поглощения и низкого отражения при сравнительно малой толщине покрытия (a ~ 105 см–1). Установлено, что антибликовые свойства таких покрытий зависят от условий его получения, и прежде всего – от давления газа углеводородов.
Об авторах
Н. М. Чекан
Национальная академия наук Беларуси, Физико-технический институт
Беларусь
Беларусь
Чекан Николай Михайлович – кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией наноматериалов и ионно-плазменных процессов.
Ул. Купревича, 10, 220141, Минск
И. П. Акула
Национальная академия наук Беларуси, Физико-технический институт
Беларусь
Беларусь
Акула Игорь Петрович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник
Ул. Купревича, 10, 220141, Минск
Е. П. Шпак
Национальная академия наук Беларуси, Физико-технический институт
Беларусь
Беларусь
Шпак Екатерина Петровна – научный сотрудник.
Ул. Купревича, 10, 220141, Минск
А. Н. Навицкий
Национальная академия наук Беларуси, Физико-технический институт
Беларусь
Беларусь
Навицкий Артем Николаевич – магистрант, стажер младшего научного сотрудника.
Ул. Купревича, 10, 220141, Минск
Список литературы
1. DLC solid lubricant coatings on ball bearings for space applications / A. Vanhulsel [et al.] // Tribology International. – 2007. – Vol. 40, іss. 7. – P. 1186–1194. https://doi.org/10.1016/j.triboint.2006.12.005
2. Space environmental effects on MoS2 and diamond-like carbon lubricating films: Atomic oxygen-induced erosion and its effect on tribological propertie / M. Tagawa [et al.] // Surf. and Coat. Technol. – 2007. – Vol. 202, іss. 4–7. – P. 1003–1010. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2007.07.069
3. Thongrattanasiri, Sukosin. Total light absorption in graphene / Sukosin Thongrattanasiri, Frank H. L. Koppens, F. Javier García de Abajo // Phys. Rev. Lett. – 2012. – Vol. 108, іss. 4. – 047401. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.108.047401
4. Chekan, N. Chapter I. Advanced Pulsed Arc Technique of Fabrication of DLC Films and their Technical and Medical Applications / N. Chekan // Diamond-like Carbon Films / ed. by Yuto S. Tanaka. – Nova Science Pub Inc., 2011. – P. 1–38.
5. Ferrari, A. C. Raman spectroscopy in carbons: from nanotubes to diamond / A. C. Ferrari, J. Robertson // Phil. Trans. Roy. Soc. A. Mathematical, physical and engineering sciences. − 2004. − Vol. 362. − P. 2267–2565. https://doi.org/10.1098/rsta.2004.1453
6. Handbook of Auger Electron Spectroscopy / L. E. Davis [et al.]. − Eden Prairie: Physical Electronics Division of Perkin-Elmer Corporation, 1978. – 249 p.
7. Determination of sp³ fraction in ta-C coating using XPS and Raman spectroscopy / V. Zavaleyev [et al.] // Вопросы атомной науки и техники. − 2016. − № 4. − С. 84−92.
8. Davis, C. A. Cross-sectional structure of tetrahedral amorphous carbon thin films / C. A. Davis, K. M. Knowles, G. A. J. Amaratunga // Surface and Coatings Technology. − 1995. − Vol. 76−77. − P. 316−321. https://doi.org/10.1016/02578972(95)02553-7
9. SPM investigation of diamond-like carbon and carbon nitride films / D. Liu [et al.] // Surf. and Coat. Technol. − 2003. – Vol. 172. − P. 194−203. https://doi.org/10.1016/S0257-8972(03)00338-4
10. Ferrari, A. C. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamond–like carbon, and nanodiamond / A. C. Ferrari, J. Robertson // Phil. Trans. Roy. Soc. A. Mathematical, physical and engineering sciences. − 2004. − Vol. 362. − P. 2477−2512. https://doi.org/10.1098/rsta.2004.1452
11. Ferrari, A. C. Determination of bonding in diamond-like carbon by Raman spectroscopy / A. C. Ferrari // Diamond and Related Materials. − 2002. − Vol. 11, № 3–6. − P. 1053−1061. https://doi.org/10.1016/S0925-9635(01)00730-0
12. Коншина, Е. А. Аморфный гидрогенизированный углерод и применение его в оптических устройствах / Е. А. Коншина. – СПб.: СПбГУ ИТМО, 2010. – 93 с.
13. Коншина, Е. А. Особенности колебательных спектров алмазоподобных и полимероподобных пленок а-С:Н / Е. А. Коншина, А. И. Вангонен // Физика и техника полупроводников. – 2005. – Т. 39, вып. 5. – С. 616−621.
14. Ландсберг, Г. С. Оптика: учеб. пособие для вузов / Г. С. Ландсберг. – 6-е изд. – М.: Физматлит, 2003. – 848 с.
Рецензия
Просмотров: 872
Послать статью по эл. почте 
