金剛石薄膜的拉曼光譜表征

?金剛石薄膜的拉曼光譜表征

通常情況下，任何物質(zhì)都有自己獨特的本征拉曼位移頻率，因此我們可以通過測量拉曼光譜來區(qū)分物質(zhì)的分子和晶格結(jié)構(gòu)。由于激光拉曼發(fā)射光譜對碳鍵十分敏感，因此激光拉曼發(fā)射光譜被廣泛用來表征金剛石膜的生長質(zhì)量，其主要是依據(jù)樣品聲子譜等準粒子激發(fā)對激光的拉曼散射產(chǎn)生的位移來確定金剛石的生長質(zhì)量。目前，拉曼光譜是用來表征金剛石很常用的、非破壞性的、快速的和高分辨的技術(shù)之一。CVD金剛石薄膜的拉曼光譜分析一般可著眼于以下四個部分：

1、天然或CVD金剛石薄膜的晶格結(jié)構(gòu)都是正四面體結(jié)構(gòu)，晶格中的碳原子以sp3鍵相互結(jié)合，因此金剛石的拉曼特征峰出現(xiàn)在1332cm-1處。由此在拉曼光譜的分析過程當中，可以通過波數(shù)偏離標準峰位的大小，來判斷金剛石薄膜存在的應力是壓應力還是拉應力，并且可以估算其具體數(shù)值。

2、在CVD金剛石薄膜生長過程當中，如果生長工藝中生長條件出現(xiàn)了問題，容易產(chǎn)生的非金剛石相，即石墨相。石墨相晶格中的碳原子以sp2鍵結(jié)合，晶態(tài)石墨的散射峰一般出現(xiàn)在1580cm-1附近。

3、CVD金剛石薄薄膜中sp2相的非晶碳成分一般位于1350~1600cm-1的散射寬帶，其具體的位置是由金剛石膜中非晶碳雜質(zhì)的相對含量所決定的。

?4、拉曼光譜中由低頻到高頻呈上升趨勢的熒光背底主要源于非晶碳的光致發(fā)光。