ИСТИНА

Углеродные пленки, структура которых модифицирована при помощи допирования азотом, благодаря разнообразию своих свойств находят применение в биологической визуализации, солнечной энергетике и др. приложениях [1,2]. В нашей работе были исследованы углеродные пленки, изготовленные методом ионно-стимулированного импульсно-плазменного распыления графита в атмосфере смеси аргона и азота. В ходе процесса напыления осуществлялась стимуляция роста пленок ионами различных энергий (от 200 до 700 эВ) при фиксированном токе холловского ионного источника. Данные просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) позволяют сделать вывод о росте графитовой компоненты в полученных образцах при увеличении энергии ионной стимуляции. Об этом свидетельствует рост интенсивности линии 3.35 Å (см. рис. 1), отвечающей межплоскостному расстоянию графита, который коррелирует с увеличением энергии ассистирующих ионов [3]. рис. 1. Дифракционные картины образцов, нанесённых без ионной стимуляции (А) и при энергии ионной стимуляции 400 эВ (В) Для исследуемых пленок были получены данные рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС), благодаря которым были установлен химический состав образцов. Было установлено, что доля атомов азота в структуре растёт с увеличением энергии ионной стимуляции. Разложение пика C1s и N1s на гауссовы составляющие позволило получить данные о химических связях углерода и азота в структуре [4]. В образце присутствует и значительная доля углерода sp3-гибридизации (как пик 285,5 эВ, так и пик 286 эВ можно отнести к C-C связи с преимущественной sp3-гибридизацией). В то же время, положение пика C-N (286 эВ) и N1s (399,8 эВ), согласно литературным данным [5, 6], свидетельствует о том, что атомы азота связаны преимущественно с sp2-гибридизованными атомами углерода (рис. 1). Таким образом, именно внедрение азота в структуру плёнки, по нашему предположению, приводит к её перестройке и росту графитовой фазы. рис.2. Разложение РФЭС C1s и N1s линии образца, нанесённого в атмосфере азота в условиях ионной стимуляции Полученные данные показывают увеличение интенсивности дифракционной линии 3.35 Å, свидетельствующее об увеличении доли sp2-гибридизированного углерода в структуре пленок под действием ионной стимуляции. Согласно данным РФЭС, ионная стимуляция приводит к эффективному внедрению азота в структуру (рис.2) и к началу роста графитовых нанокластеров.