第十五届全国表面工程大会

含金属类金刚石 (Diamond Like Carbon, DLC) 由于具有优异的机械性能、电学和光学性能备受关注。同时，结合其优异的压阻性能，可作为先进的薄膜传感器展现出巨大的应用潜力。在本工作中，采用高功率脉冲磁控溅射技术溅射Cr-C复合拼接靶材，制备出5种金属含量(原子分数)0.64%~23.17%的Cr掺杂类金刚石 (Cr-DLC) 薄膜。研究了Cr含量对DLC电学性能、带隙结构和压阻性能的影响。Cr的掺入有利于sp²-C的形成，提高了导电相的尺寸和含量，当Cr含量超过11.05%时，非晶碳网络中出现Cr₃C₂纳米晶，同时在导电相处的阈值电压消失，说明在导电相处形成导电通路。在150 K~350 K温度范围内，电阻率随温度升高而降低，说明Cr-DLC表现为半导体特性。Cr的掺入降低了薄膜的光学带隙，费米能级更靠近价带，说明Cr-DLC为P型半导体，载流子的输运主要由空穴实现。通过载流子在绝缘sp³网络中导电相之间的传输过程，结合带隙结构讨论了Cr-DLC的电学和压阻性能。
 

类金刚石薄膜,载流子传输机制,带隙结构,压阻机理