Termooptyczne właściwości warstw a-C:N:H
Amorficzne warstwy azotku węgla a-CNx, zostały po raz pierwszy
otrzymane w efekcie poszukiwań metody syntezy fazy β-C3N4 [1,
2]. Pomimo, że zawartość azotu w takich warstwach nie
przekracza 30÷40% at., wykazują one dobre właściwości tribologiczne.
Są twarde, odporne na zużycie i mają mały współczynnik
tarcia. Dzięki temu znajdują zastosowanie jako powłoki
ochronne w przemyśle maszynowym, w urządzeniach medycznych
[3, 4] i elementach elektronicznych, na przykład w twardych
dyskach czy głowicach odczytu-zapisu [5, 6]. Warstwy te mają
również dobre właściwości elektroluminescencyjne i fotoluminescencyjne,
dobre fotoprzewodnictwo oraz małą stałą dielektryczną
[7]. Warstwy węgloazotkowe coraz częściej zastępują
w zastosowaniach warstwy węglowe. Wykazują zwykle lepszą
adhezję do podłoża, dzięki relaksacji naprężeń związanej z obecnością
azotu [8, 9].
Parametry użytkowe warstw azotku węgla zależą od względnej
zawartości węgla, azotu i ewentualnie wodoru. Wraz z zawartością
azotu zmienia się względny udział węgla w hybrydyzacji sp2 i sp3.
Właśnie proporcja C-sp2 do C-sp3 uważana jest za najważniejszy
parametr strukturalny, który decyduje o użytkowych właściwościach
warstwy. Dzięki obecności wiązań C-H warstwy a-CNx(H)
są bardziej stabilne niż warstwy bez wodoru.
Mikrostruktura warstw, w których przeważa faza C-sp2 przypomina
sieć wzajemnie przenikających się klastrów grafitopodobnych.
Takie warstwy oznacza się zwykle symbolem a-C:N, a w przypadku
warstw zawierających wodór a-C:N:H. Jeżeli w warstwie
przeważa węgiel w hybrydyzacji sp3, tworzą się obszary
o strukturze tetraedrycznej. Stosuje się wówczas symbole ta-C:N
lub ta-C:N:H [10÷12].
Pomimo intensywnych badań, wiele pytań dotyczących
amorficznych warstw azotku węgla pozostaje otwartych. W dużej
mierze dotyczą one budowy atomowej i struktury elektronowej
oraz ich modyfikacji w procesie technologicznym. W porównaniu
z warstwami węglowymi, amorficzny azotek węgla wykazuje duż[...]