硅油粘滯性對(duì)C4F8等離子體處理的硅油表面凝聚行為的影響.pdf

1、為了制備清潔的具有特殊電、光、力性能的超細(xì)納米顆粒材料和薄膜材料，使用聚合物軟基底來(lái)沉積、生長(zhǎng)各種薄膜或納米顆粒，近年來(lái)引起了人們的極大興趣。但是，硅油作為一種硅基軟物質(zhì)，當(dāng)其暴露在等離子體中時(shí)，產(chǎn)生了等離子體物理與材料科學(xué)交叉領(lǐng)域的一個(gè)重要科學(xué)問(wèn)題-等離子體與軟物質(zhì)相互作用問(wèn)題，而這個(gè)重要的問(wèn)題則很少得到關(guān)注。
　　 當(dāng)采用液體基底沉積超細(xì)納米顆?；虮∧r(shí)，由于液相基底的流體特性，固體薄膜和液相基底之間的切向相互作用勢(shì)能很小，

2、從而使薄膜具有近似自由支撐的自由界面和邊界條件，金屬原子、原子團(tuán)簇、分枝狀凝聚體乃至薄膜整體均能在液體表面自由擴(kuò)散、旋轉(zhuǎn)和凝聚，從而出現(xiàn)了許多奇特的物理現(xiàn)象。目前人們將不同的凝聚行為主要?dú)w結(jié)為實(shí)驗(yàn)參數(shù)的差異，極少考慮液體基底自身性質(zhì)和表面狀態(tài)的影響。因此，本文研究了硅油的粘滯性對(duì)粒子凝聚行為的影響。
　　 本文采用雙頻電容耦合等離子體技術(shù)，對(duì)不同粘滯系數(shù)(20mm2/s、50 mm2/s、100 mm2/s、350 mm2/s、

3、500 mm2/s)的硅油液體采用C4F8放電等離子體進(jìn)行處理，通過(guò)硅油液體表面微結(jié)構(gòu)的顯微分析、鍵結(jié)構(gòu)特性的紅外光譜分析以及光致發(fā)光特性的熒光光譜分析，研究了硅油粘滯性對(duì)硅油液體經(jīng)C4F8等離子體作用后的結(jié)構(gòu)和發(fā)光性質(zhì)的影響。
　　 發(fā)現(xiàn)硅油液體經(jīng)C4F8等離子體進(jìn)行處理后，硅油液體表面呈現(xiàn)出多種與硅油粘滯性和處理功率相關(guān)的微結(jié)構(gòu)特征：類樹(shù)枝狀分形結(jié)構(gòu)，蛇形凝聚結(jié)構(gòu)，梳狀結(jié)構(gòu)，圓盤凝聚結(jié)構(gòu)，正弦曲線凝聚結(jié)構(gòu)。在較高的等離子體密

4、度、較低的離子轟擊能量下，硅油液體表面出現(xiàn)類樹(shù)枝狀的C：F分形凝聚結(jié)構(gòu)，硅油粘滯性的增強(qiáng)(粘滯系數(shù)從100mm2/s增大到500 mm2/s)使凝聚結(jié)構(gòu)的分形維數(shù)減小(從1.69減小至1.45)，凝聚行為從擴(kuò)散限制凝聚(DLA)過(guò)程向團(tuán)簇-團(tuán)簇-凝聚(CCA)過(guò)程轉(zhuǎn)變。在較低的等離子體密度、較高的離子轟擊能量下，硅油液體表面出現(xiàn)蛇形凝聚結(jié)構(gòu)，硅油粘滯性的增強(qiáng)(粘滯系數(shù)從20mm2/s增大到500 mm2/s)使蛇形凝聚管道的徑向尺寸增大