沉积气压对脉冲激光沉积CNx薄膜结构和摩擦学特性的影响

以脉冲激光沉积(PLD)的CNx材料为靶源,以单晶Si片为衬底,在N₂气压为2～11Pa 下PLD制备了CNx薄膜。采用X射线光电子能谱(XPS)、拉曼 (Raman)光谱、扫描 电子显微镜(SEM)和球盘式摩擦磨损试验机分别对薄膜的化学成分、价键状态、表面形貌和 摩擦性能进行了表征。结果表明:低沉积气压导致薄膜N含量的退化及耐磨性能的下降；沉 积气压介于5～8Pa时最利于sp³杂化键的形成,且薄 膜的N含 量缓慢下降,膜中比值x_sp²/x_sp³和ID/IG均减 小,x_sp²C-N/x_sp³C-N增加并趋于恒定,薄膜的耐磨性较好(约2.7～4.3×10 －15 m³·N－1·m－1),但摩擦系数相对较高(约0.24～0.25)；过高的气压导致膜层中 N含量的下降和石墨化程度的增加,薄膜摩擦系数较低(约0.19), 但耐磨性呈下降趋势。