Visible Raman spectroscopy of carbon films synthesized by ion-plasma sputtering of graphite

Abstract

The article discusses the structure and properties of noncrystalline carbon films synthesized by ion-plasma sputtering of a graphite target in an argon atmosphere at direct current. Analysis of the molecular structure of carbon films was performed using Raman spectroscopy and dependence of the structure of synthesized films on the synthesis temperature and substrate material was revealed. Besides the main G peak possesses the values in a broad frequency range from 1500 to 1575 cm À1 . The evolution of molecular structure peculiarities of synthesized carbon films depending on the synthesis conditions was clearly shown using the numerical methods of the Raman spectra decomposition. Studies of the optical spectra showed that the band gap of synthesized films varies from 0.78 to 1.67 eV and with increasing optical band gap, the value of G peak position decreases under laser excitation of 2.62 and 1.96 eV.

Влияние Неравновесных Условий Синтеза На Структуру И Оптические Свойства Аморфных Углеродных Пленок

“…Это возможно благодаря структурному беспорядку с участием фононов вблизи границы K-зоны [15,16]. Отсутствие колец приводит к отсутствию D-пика [12,[14][15][16] Ранее мы исследовали влияние температуры подложки на структурные свойства а-С-пленок при других условиях синтеза и наблюдали положение G-пика при 1555 сm −1 для температуры T sub = 50 • C [11]. Таким образом, следует отметить, что стабилизация отношения E/ p в процессе синтеза позволяет получать а-С пленки с большим процентным содержанием s p 3 -гибридизированных связей, так как смещение G-пика в низкочастотную область указывает на увеличение содержания s p 3 -узлов.…”

“…При этом правильно использовать отношение не ширины на полувысоте пиков, а отношение их интенсивностей I D /I G [11,22]. Это объясняется тем, что интенсивность излучения рамановских спектров определяется фононными модами молекул, участвующих в наиболее вероятных резонансных процессах комбинационного рассеяния света.…”

“…RS можно отнести к относительно щадящим методам исследования локальной атомной структуры. Используя накопленный материал спектральных данных по RS, можно проводить оценку процентного соотношения s p 2 /s p 3 -связей как, например, в работах [11][12][13][14]. В рамановских спектрах а-С-пленок полуширина основного G-пика, отношение интенсивностей пиков I(D)/I(G), положение G-пика и его дисперсия [12] характеризуются вибрационными модами молекулярных групп из s p 2 -узлов.…”

“…3 спектров комбинационного рассеяния света характерно для всех аморфных углеродных пленок, синтезированных в данной работе. Разложение проводилось на минимальное количество составляющих гауссовых пиков, при которых их результирующая кривая описывала экспериментальную кривую с достоверностью > 0.99%[11].Перед разложением была проведена операция вычитания фона. Экспериментальные кривые представлены черной линией, гауссовы пики распределения обозначены зеленой линией, результирующая разложения показана красной линией.…”

Влияние условий синтеза и наночастиц олова на структуру и свойства композитных тонких пленок a-С:Н<Sn>

“…При создании определенных структур в наноэлектронике требуется учитывать взаимодействия поверхности подложки с адатомами растущей пленки, в основе которых лежат электростатические силы [3]. Состояние и структура поверхности подложки существенно влияют на формирование пленки [4]. Кроме этого особую роль в формировании атомной структуры пленок играют термодинамические условия синтеза [5].…”