Abstract
本論文研究係利用電漿浸沒式離子佈植技術於 AISI 304 不□鋼上生成類鑽碳膜。生成類鑽碳膜時分為兩個步驟，分別是佈植步驟以及鍍膜步驟，而其所探討的製程參數包括：佈植能量（0、10、與 20 kV）；鍍膜能量（1、1.3、1.6、與 2 kV）以及鍍膜氣壓（1、2、與 3 mTorr），並分別使用拉曼光譜儀、輝光放電分光儀、原子力顯微鏡、奈米壓痕儀、以及洛氏硬度機等量測儀器，來分析不同製程參數對於生成類鑽碳膜的特性影響。研究的結果顯示：（一）在合成類鑽碳膜之前，先行利用高能量的甲烷離子佈植，可以增加介面層的厚度，並且可以有效提升鍍膜與基材間的附著力，但因鍍膜過程的參數並未改變（如鍍膜能量、鍍膜氣壓），因此，在改變佈植能量時所生成的類鑽碳膜，其結構以及硬度並未呈現明顯的改變；（二）當隨著鍍膜能量的增加時，因為局部熱退火效應的隨之增加，導致其所生成的類鑽碳膜呈現相當的石墨化傾向，使得類鑽碳膜中的石墨微晶增加，造成 sp2 鍵結結構增加、硬度下降，而表面擴散效應大於濺射移除效應，使得粗糙度增加，同時，也因為釋放了薄膜中的應力，強化了類鑽碳膜與基材之間的附著力；（三）在改變鍍膜氣壓部分，由於氫離子具有抑制 sp2 鍵結結構的成長以及穩定 sp3 鍵結結構的特性，因此隨著鍍膜氣壓的增加（氫離子濃度增加）時，其所生成的類鑽碳膜呈現 sp3 鍵結結構增加、硬度增加、粗糙度降低的傾向，而sp3 鍵結結構的增加導致了薄膜中的應力增加，因而造成類鑽碳膜與基材之間的附著力變差。