近日，中國科學院深圳先進技術(shù)研究院集成所功能薄膜材料研究中心研究員唐永炳及其團隊成員通過對類金剛石（DLC）薄膜顏色和微結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)分析，并結(jié)合理論計算，揭示了不同種類DLC薄膜的顏色產(chǎn)生機理，成功發(fā)展出利用DLC薄膜顏色快速分析DLC薄膜種類和結(jié)構(gòu)的新方法。相關(guān)研究成果以Colorful diamond-like carbon films from different micro/nanostructures（《多彩的類金剛石薄膜源自于不同的薄膜微納結(jié)構(gòu)》）為題在線發(fā)表于國際材料期刊《先進光學材料》上（Advanced Optical Materials, 2020, DOI: 10.1002/aeom.201902064）。
       DLC薄膜具有優(yōu)異的機械性能、良好的化學穩(wěn)定性、生物相容性、獨特的光學特性等，已廣泛應(yīng)用于精密工具、儀器、醫(yī)療器材等重要領(lǐng)域。DLC薄膜是由sp2/sp3雜化碳和少量氫元素組成的非晶亞穩(wěn)態(tài)薄膜。傳統(tǒng)的DLC薄膜分類方法需要根據(jù)DLC薄膜的微結(jié)構(gòu)定量分析來完成，通常需要基于大型同步輻射光源和盧瑟福背散射等分析條件，因此一般實驗條件難以實現(xiàn)對DLC的準確分類，從而導致DLC在應(yīng)用領(lǐng)域難以實現(xiàn)定量研發(fā)。
        基于此，唐永炳及其團隊成員周小龍、鄭勇平等人通過對選擇不同DLC薄膜沉積方法和改變沉積條件等途徑，對所獲得DLC薄膜顏色進行定量分析，并利用多種表征手段對其微結(jié)構(gòu)和光學性能進行定量分析，同時結(jié)合第一性原理計算，最終揭示了DLC薄膜的顏色變化規(guī)律。該研究打破了傳統(tǒng)DLC分類手段的苛刻實驗要求，通過簡單的顏色規(guī)律實現(xiàn)DLC薄膜的快速分類，將推動其在多個重要應(yīng)用領(lǐng)域的快速發(fā)展。
        該項研究得到國家自然科學基金、廣東省科技計劃、深圳市科技計劃等資助。

圖.DLC薄膜隨H含量和厚度的變化規(guī)律及DFT理論計算