弧流对超薄四面体非晶碳膜的结构和性能的影响*

使用45°双弯曲磁过滤阴极真空电弧系统(FCVA)制备超薄四面体非晶碳膜(ta-C), 研究了弧流对薄膜结构和性能的影响。结果表明：当弧流由40 A增加到70 A时薄膜沉积速率提高, sp3的含量先增加后减小; 当弧流为60 A时薄膜sp3的含量达到最大66%, 密度也达到最大(3067 kg/m3)。残余压应力随着弧流的增加呈现先增加后减小的趋势, 当弧流为40 A时薄膜的残余应力最小(4 GPa)。在碳膜沉积过程中碳源粒子有填充基体凹坑和减少基体缺陷的作用, 使其表面非常光滑。超薄ta-C碳膜的表面粗糙度随着弧流的增加先降低后增加, 当弧流为50 A时薄膜表面粗糙度最小(0.195 nm)