بررسی ویژگی های تریبولوژیکی لایه های نازک کربن-هیدروژنه شامل نانوذرات آهن با بهره گیری از تحلیل ریخت شناسی ریز سطح

در این پژوهش، تاثیر فشار پلاسما بر ساختار بلوری، ویژگی های نوری و مورفولوژی سطحی فیلم های نازک کربنی حاوی نانوذرات آهن (FeNPs@a-C:H) بررسی شد. فیلم ها با استفاده از روش رسوب فاز بخار شیمیایی پلاسما با فرکانس رادیویی (RF-PECVD) بر روی زیرلایه های کوارتز در فشارهای مختلف ۲.۵، ۳.۰، ۳.۳۵ و ۳.۵ N/m² سنتز گردیدند. الگوهای پراش پرتو ایکس حضور فازهای بلوری α-Fe، Fe₃O₄ و مقادیر جزئی تری از Fe₂O₃ را تایید کردند. طیف سنجی نوری فرابنفش–مرئی قله جذب مشخصی در ناحیه ۴۳۰–۴۷۰ نانومتر نشان داد که به نوسانات پلاسمون سطحی موضعی نانوذرات آهن نسبت داده شد؛ این قله با افزایش فشار، به سمت طول موج های بلندتر جابه جا گردید که بیانگر رشد اندازه نانوذرات است. تصاویر میکروسکوپ نیروی اتمی نشان دادند که زبری سطح و بعد فرکتال با افزایش فشار رشد می کنند و ساختار سطح از حالت یکنواخت به بافت خوشه ای تغییر می یابد. نتایج کلی بیانگر آن است که تنظیم فشار پلاسما در فرآیند RF-PECVD نقش کلیدی در کنترل ریزساختار، رفتار نوری و مورفولوژی فیلم های FeNPs@a-C:H دارد.

کلیدواژه ها:

هندسه فرکتال ، پلاسمون سطحی موضعی (LSPR) ، ریزساختار ، ریخت شناسی سطح