摘要：目的通过疏水性质的研究,证明源电极式和浸入式PECVD方法制备含氢DLC膜存在结构和性质上的差别,并且证明浸入式PECVD方法制备的含氢DLC膜更适于需要强疏水性的表面改性应用。方法在PECVD腔体中通入甲烷和氢气混合气体,同时在面对源电极的绝缘样品架上放置石英基片并沉积类聚合物DLC膜;在源电极上放置石英基片并沉积常规含氢DLC膜。在PECVD腔体中通入乙炔、氢气和四氟化碳混合气体,在面对源电极的绝缘样品架上放置石英基片并沉积掺氟DLC膜。改变气体压强和射频功率,生长一系列含氢DLC膜。利用紫外可见近红外光度计测试DLC膜的透射谱,扫描电子显微镜及原子力显微镜测试其表面形貌。利用接触角测量仪测试两种含氢DLC和一种掺氟DLC膜表面与水、甘油、乙二醇的接触角,并计算其表面能。比较两种含氢DLC膜接触角和表面能的差别,并根据类聚合物DLC膜的微观结构分析可能的原因。比较掺氟和不掺氟DLC膜的接触角并讨论比较结果。结果类聚合物DLC膜的接触角和表面能与具有相同光学带隙的常规含氢DLC膜存在明显差异。类聚合物DLC膜的接触角更大,表面能更低,因而具有更强的疏水性。类聚合物和常规含氢DLC膜与蒸馏水的接触角最大分别为91.2°和79.2°。类聚合物DLC膜中的碳原子具有更高的氢化率,可能是它表面能低和疏水性好的原因。掺氟DLC膜的接触角比具有相同带隙的类聚合物和常规含氢DLC膜都低,这与文献报道的掺氟能提高接触角的现象完全相反。结论类聚合物DLC膜的疏水性更强。结合其更小的内应力、更宽的光学带隙范围和更快的生长速度等特征,使它在医疗、光学保护涂层等领域具有更强的应用性。浸入式PECVD方法生长的掺氟DLC膜不但未提高反而降低了DLC膜的疏水性,需要更多的研究来揭示其中的原因。

关键词：类金刚石 pecvd 含氢 掺氟 带隙 

单位：厦门大学物理与机电工程学院 福建厦门361005