Abstract
近年來，非晶質碳氟膜(a-C:F films)被廣泛地研究，在於其能減低非晶質碳膜(a-C films)的表面能而能維持不錯的機械性質。增強材料表面的疏水性已經成為現代生物醫療用材料設計的一個發展方向。聚四氟乙烯(PTFE)塗層的醫療器具因為機械性質差且與基材結合力不牢固，而非晶質碳氟膜因為具有良好的生物相容性、抗細菌吸附、低摩擦係數、耐磨性和良好的化學惰性、低表面能、低介電常數等特質而引起人們廣泛的研究興趣。 本研究採用過濾式陰極真空電弧沉積系統(FCVA)在n-type (100)矽單晶上合成固定直流偏壓下，不同流量的非晶質碳氟膜。並利用X光光電子能譜(XPS)及霍氏紅外線光譜(FTIR)分析薄膜結構可能的鍵結和計量F/C、利用拉曼光譜(Raman spectra)分析薄膜的石墨結構、薄膜的形貌觀察和表面粗糙度則是利用場發射掃描式電子顯微鏡(FESEM)及原子力顯微鏡(AFM)分析、使用奈米壓痕(Nano-indenter)量測薄膜的硬度和揚氏係數、採用液滴法(liquid drop method)量測薄膜與去離子水之間的接觸角來評價其疏水性質。 本論文內容主要探討在固定直流偏壓-100V下，四氟化碳氣體流量分別為20、30、40sccm，沉積時間為4mins時所合成薄膜的結構及性質變化。由XPS及FTIR的分析可得之成功合成非晶質碳氟膜，由XPS和拉曼光譜分析結果可得知薄膜內部結構因為F的滲入，原本堅硬的三維網狀鍵結構造遭到破壞，另外由SEM可觀察到所合成的薄膜雖然表面仍有微粒存在，但大致還算平坦。由AFM觀察薄膜表面隨氣體流量增加而更加平坦緻密。由接觸角和奈米壓痕的分析得知所合成的非晶質碳氟膜接觸角很接近PTFE，且硬度也比PTFE高，因此將來有希望用來取代PTFE在生醫材料方面的應用。