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类金刚石(a-C:H)薄膜具有极高的电阻率、电绝缘强度和热导率,良好的光学性能,特别是红外和微波频段的高透过率,因此,具有极广泛的应用前景.掺氮类金刚石薄膜(a-C:H(N)),既能改善其导电性能,又能降低内应力和提前附着力,从而进一步拓宽a-C:H薄膜的应用范围.该工作在采用射频等离子化学气相沉积法(RFPCVD)获得a-C:H(N)薄膜的基础上,采用原子力显微镜(AFM)、俄歇电子能谱(AES)、显微拉曼光谱(Raman)、傅立叶红外光谱(FTIR)研究了氮对a-C:H薄膜微观结构的影响.结果表明,薄膜中的氮含量随着反应气体中氮气分压的增加而增加;随着氮含量的增加,薄膜中出现几十纳米量级的颗粒.薄膜中由于N<,2>的掺入,使C—H键的含量降低,掺入到薄膜中的氮元素主要以C—N键和N—H键的形式存在,少量呈C≡N键.采用微电流仪和椭圆偏振仪研究了掺氮类金刚石薄膜的直流电导特性和介电性质.研究发现,随着薄膜中氮含量的增加,薄膜的电导率增加较缓,当氮含量达到一定值后,薄膜的电导率反而有所下降.对薄膜进行热处理,结果表明,低掺氮的薄膜退火后导电性能提高较大,而重掺氮的薄膜退火后电导率反而下降.用Raman光谱和XPS分析了薄膜中的成键态从而解释了电导率的变化.采用椭圆偏振仪测量了a-C:H和a-C:H(N)薄膜的光学常数,研究了氮对a-C:H薄膜折射率n和消光系数k的影响.结果表明,在a-C:H薄膜中掺入氮以后,n增大,并且随氮含量的增大先较快的增加,而后增加趋势缓慢,当氮含量达到一定值后,又稍有下降.掺氮以后吸收系数和消光系数都增加,但变化不是很大.氮的掺入降低了a-C:H薄膜的禁带宽度,且随氮含量的增大,禁带宽度先减小,而后稍有增大.该工作探索了a-C:H薄膜在微条气体探测器(MSGC)中的应用.对MSGC探测器来说,衬底表面电阻率是最重要的参数,a-C:H薄膜的室温电阻率在10<9>-10<12>Ω·cm之间,是MSGC探测器最理想的电阻率范围,尤其是a-C:H膜是电子导电型材料,因此a-C:H膜改性衬底将有效克服空间电荷积累效应和衬底不稳定性.DLC膜衬底改性在保证C-F稳定的同时降低了介电常数,更小的介电常数可以使探测器信号的时间响应更短,利于时间分辨和高计数率能力.