外加偏置电场对类金刚石薄膜激光损伤形貌影响研究-论文.pdf

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1、第32卷第1期真空科学与技术学报2012年1月CHINESEJOURNALOFVACUUMSCIENCEAND~CHNOI~)GY11外加偏置电场对类金刚石薄膜激光损伤形貌影响研究吴慎将1,2苏俊宏施卫王馨梅徐均琪(1．西安理工大学应用物理系西安710048；2．西安工业大学陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室西安710032)ReductionofLaserInducedDamagesofDiamond-·Like--CarbonFilmswithExternalBiasWuShenjiangl，，SuJunbong~，ShiWei，WangXinmei2，XuJunqi

2、2(1．DepamnentofAppliedPhysics，Xi’mUni,m~ityofTechnology，Xi’art710048，Ch／na；2．Key]．aboratoryofFilmTechnologyandOpticalMeasurement，’artTechnologicalUniversity，’肌710032，Ch／na)AbstractWeaddressedthelaserirradiationdamagesofthediamond—likecarbon(DLC)films．TheDLCfilmswel'edepositedbyunbalancedm

3、agnetronsputteringonsubstratesofp-typesiliconwafer．Themicmstmcturesofthedamageswithandwithoutabiaswerecompared．Theresultsshowthatthebiassignificantlyalleviatesthelaser-induceddamage．Forexample，withoutabias，theDLCfilms，withlotsofthelaserburntpitsandcracks，peeledofalmostcompletely；incontras

4、t，withabias，thepeeling-ofWaslessSOserious，andthelaserburntspotWassmaller，wheresomewhisker-shapedfragmentsexisted．Wesuggestthattheinfluenceofthebiasonlaser-inducedphotoelectronsmaypossiblyaccountforthedamagereductionoflaserirradiation．KeywordsExternalelectricfield，Hydrogen—freeDLC，LaserDam

5、age，Damagemorphology摘要研究了使用非平衡测控溅射技术沉积的类金刚石(DIE)薄膜其抗激光损伤能力；通过对比施加偏置电场前后薄膜的损伤情况，发现：DIE薄膜施加偏置电场后，薄膜的激光损伤区域内有大量丝状薄膜，损伤形貌存在明显不同，损伤面积减小；薄膜的激光损伤情况得到改善。实验结果显示，外加偏置电场对DIE薄膜的损伤有影响。认为：激光在DIE薄膜中激励产生的光生电子在电场的作用下产生快速漂移，间接降低了激光辐照区域内的局部能量密度，减缓了薄膜的石墨化，提高了DIE薄膜的抗激光损伤能力。关键词外加偏置电场无氢类金刚石激光损伤损伤形貌中图分类号：0484．4文

6、献标识码：Adoi：10．3969／j．ism．1672—7126．2012．01．03类金刚石(DiamondLikeCarbon，DLC)薄膜是一目前，针对DIE薄膜低抗激光损伤能力的原因报道种性能良好的红外材料，可以用于红外探测、红外遥较少，即使对普通光学介质薄膜的激光损伤机理研感及系统，用作Ge(Si)窗口材料表面的增透保护究也没有形成定论J。膜nI3j。随着激光武器的发展，大功率、高强度激光利用DLC薄膜沉积技术及工艺优化的方法，提器的出现，对红外系统也提出了越来越高的要求_4J。高DLC薄膜的抗激光损伤能力是一个研究方向，而作为替代常规红外材料的无氢DLC薄膜

7、，虽然在机通过外部条件的变化来影响DLC薄膜的微观性能械强度、化学稳定性、减反射保护等方面已经显示出也是可行的。借助于光电导开关应用的原理J，对优良的性能，然而其抗激光损伤能力却非常有限5。薄膜材料施加偏置电场[8-9]，了解其微观特性将是收稿日期：2010-06-09基金项目：国家自然科学基金资助项目(60978040，6o878o32)；陕西省科技厅国际合作项目($2010KW-69)*联系人：Tel：13571497206，(029)82154526；E-maihbxait@163．toni12真空科学与技术学报第32卷