[發明專利]一種超滑二硫化鎢/含氫碳薄膜及其制備方法

有效

• 申請號: 202010422837.0
• 申請日: 2020-05-19
• 公開（公告）號: CN111455386B
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 張斌;張俊彥;賈倩;強力;高凱雄;張興凱
• 申請（專利權）人: 中國科學院蘭州化學物理研究所
• 主分類號: C23C28/04
• 分類號: C23C28/04;C23C14/06;C23C14/35;C23C16/30;C23C16/50
• 代理公司: 蘭州智和專利代理事務所(普通合伙) 62201
• 代理人: 張英荷

1.一種超滑二硫化鎢/含氫碳薄膜的制備方法，是將基底材料經過超聲清洗后置入鍍膜真空室，抽真空至0.001帕以下，先利用空心陰極等離子體或陽極層離子源輔助等離子體制備含氫碳膜；所述含氫碳薄膜的含氫量為10-30%，含氫碳薄膜厚度小于1微米；再利用高功率脈沖磁控濺射技術制備WS₂薄膜；所述高功率脈沖磁控濺射WS₂工藝：濺射靶采用WS₂靶，在氬氣氣氛、氣壓為0.5-1Pa、濺射靶電壓為800V、脈沖波長為1000微秒、脈沖周期為2000微秒的條件下，偏壓200V，沉積時間40分鐘；二硫化鎢薄膜的厚度小于200nm。

2.如權利要求1所述一種超滑二硫化鎢/含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：采用空心陰極等離子體制備含氫碳薄膜的步驟包括：

（1）通入2Pa的氬氣，空心陰極電流300-400A，偏壓800V，占空比80%，清洗30分鐘，進一步除去工件表面的污染物；

（2）將氬氣替換為2Pa的5%硅烷混合氣，空心陰極電流300A，偏壓200-400V，占空比80%，沉積硅粘結層，時間30分鐘；

（3）30分鐘內逐漸通入甲烷，至甲烷和5%硅烷混合氣比例為1:1，保持20分鐘；

（4）關閉5%硅烷混合氣，通入相同量的氬氣，控制甲烷和氫氣的比例為2:1-1:2；沉積90分鐘；獲得含氫量為10-30%的類金剛石碳薄膜。

3.如權利要求1所述一種超滑二硫化鎢/含氫碳薄膜的制備方法，其特征在于：采用陽極層離子源輔助制備含氫碳薄膜的步驟包括：

（1）通入3Pa的氬氣，陽極層離子源電壓1500-2000V，偏壓800V，占空比60%，清洗30分鐘，進一步除去工件表面的污染物；

（2）將氬氣替換為2Pa的5%硅烷混合氣，陽極層離子源電壓1000-1200V，偏壓200-400V，占空比60%，沉積硅粘結層，時間40分鐘；

（3）30分鐘內逐漸通入甲烷，至甲烷和5%硅烷混合氣比例為1:1，保持20分鐘；

（4）關閉5%硅烷混合氣，通入相同量的氬氣，控制甲烷和氫氣的比例為2:1-1:2；陽極層離子源電壓800-1000V，沉積90分鐘；獲得含氫量為10-30%的類金剛石碳薄膜。