[發明專利]一種氟化非晶碳薄膜及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202010897689.8
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN112063984B
• 公開（公告）日: 2023-07-28
• 發明（設計）人: 王飛鵬;趙琦;李劍;黃正勇;陳偉根;王有元;潘建宇;譚亞雄;王強;杜林;周湶;謝貴柏;崔萬照
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: C23C14/35
• 分類號: C23C14/35;C23C14/06;C23C14/02;H01B17/60
• 代理公司: 北京匯澤知識產權代理有限公司 11228
• 代理人: 武君

1.一種氟化非晶碳薄膜，其特征在于，由基底層和沉積在基底層表面的氟化非晶碳薄膜組成，所述基底層為金屬片、無機非金屬薄膜片或有機薄膜片；

所述氟化非晶碳薄膜的制備方法包括如下步驟：

1)基底預處理：將基底層進行超聲清洗，干燥；

2)靶材預處理：打磨聚四氟乙烯靶和石墨靶，并經有機溶劑清洗；

3)鍍膜室預處理：將預處理后的基底層和靶材放入鍍膜室，抽本底真空，通入惰性氣體進行預濺射；

4)磁控共濺射鍍膜：同時用射頻和直流濺射，在基底層表面共濺射，得到氟化非晶碳薄膜；

其中，所述步驟3)中，鍍膜室抽本底真空度為1～5×10^-3Pa；預濺射條件為：保持靶擋板關閉，調節氬氣流速使鍍膜室氣壓0.1～2Pa，基底溫度20～80℃，靶-基距20～300mm，直流功率10～500W，射頻功率10～300W，時間5～150min；

所述步驟4)中，通過調節氬氣流速，使鍍膜室氣壓為0.25-1.5Pa，然后開啟直流和射頻電源，使石墨靶和聚四氟乙烯靶先后起輝，使射頻功率調至100W，直流功率為25-125W，同時打開兩個靶的擋板，保持基底層轉速為90rpm，濺射時間為100min，直流/射頻功率比為0.25-1.25。

2.根據權利要求1所述氟化非晶碳薄膜，其特征在于，所述金屬片為鋁、銅或鎂合金，所述無機非金屬薄膜片為單晶硅片或載玻片，所述有機薄膜片為聚四氟乙烯或聚酰亞胺。

3.權利要求1或2所述氟化非晶碳薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)基底預處理：將基底層進行超聲清洗，干燥；

2)靶材預處理：打磨聚四氟乙烯靶和石墨靶，并經有機溶劑清洗；

3)鍍膜室預處理：將預處理后的基底層和靶材放入鍍膜室，抽本底真空，通入惰性氣體進行預濺射；

4)磁控共濺射鍍膜：同時用射頻和直流濺射，在基底層表面共濺射，得到氟化非晶碳薄膜；

其中，所述步驟4)中，通過調節氬氣流速，使鍍膜室氣壓為0.25-1.5Pa，然后開啟直流和射頻電源，使石墨靶和聚四氟乙烯靶先后起輝，使射頻功率調至100W，直流功率為25-125W，同時打開兩個靶的擋板，保持基底層轉速為90rpm，濺射時間為100min，直流/射頻功率比為0.25-1.25。

4.根據權利要求3所述氟化非晶碳薄膜的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)基底預處理：將裁剪后的基底層依次置于丙酮、無水乙醇和純水中超聲清洗，在氮氣流中吹干；

2)靶材預處理：用砂紙打磨聚四氟乙烯靶和石墨靶，再經無水乙醇清洗；

3)鍍膜室預處理：將預處理后的基底層和靶材放入鍍膜室，通過機械泵和分子泵對鍍膜室抽本底真空，通入氬氣進行預濺射；

4)磁控共濺射鍍膜：將聚四氟乙烯靶用射頻濺射，石墨靶用直流濺射，在基底層表面共濺射得到氟化非晶碳薄膜。

5.根據權利要求4所述氟化非晶碳薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟1)中，基底層的裁剪尺寸為：直徑6mm，厚度1mm，丙酮、無水乙醇和純水的超聲清洗時間均為20min，在氮氣流中吹干后，放入真空干燥箱中備用。

6.根據權利要求4所述氟化非晶碳薄膜的制備方法，其特征在于，所述步驟2)中，打磨靶材的砂紙目數為500#、1000#和2000#。

7.權利要求1或2所述氟化非晶碳薄膜作為高壓絕緣材料或空間微波部件的應用。