ÅM ” Ö «Y c l0 n É; c 8 ý” X ¢ n-Si(100) M “ ˜ m ü; c ’ ˜ m} º U c lT c l8 ý V R ËX ê s õ m Í ö n ÚV R ˎ ì ŏ Œ

 ¹

ÅM ” Ö «Y c l0 n É; c 8 ý” X ¢ n-Si(100) M “ ˜ m ü; c ’ ˜ m} º U c lT c l8 ý V R ËX ê s õ m Í ö n ÚV R ˎ ì ŏ Œ

T

 ø ¶ B%
 · ƒ ‘ š‡ ç ¡* å  · T + ä ® £ ·  ™ »Z Ì ‡ Ú · + ä ) Ö <* å  ·  ™ »g ` @¬ £ ^∗

 â

 © œ@ /† < Ɠ §  ƒ  õ † < Æ@ /† < Æ Ó ü t o † < Æõ  x 9  l œ íõ † < ƃ  ½ ¨™ è, ”  Å Ò 660-701 (2009¸   2 Z 4 17{ 9  ~ à Î6 £ §)

„

 l  o† < Æ& h  7 £ x ‚ à ÌZ O `  ¦ s 6   x # Œ 10 % V/V  [ jž Ð
s à Ôw n = (acetonitrile) à º6   xÓ  o ? /\ " f n-Si(100) l

ó ø Í0 A\  ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •`  ¦ f ” ] X  $ í  © œr (   . „  l 7 £ x ‚ à Ì`  ¦ 0 AK  “  ÷ &  H DC 7 £ x ‚ à ̄  · ú š_  ß ¼l \     ~ Ã Ì }

Œ

•`  ¦ ½ ¨$ í   H ò ø ͙ è " é ¶  [ þ t _    ½ + Ë: £ ¤$ í    o\  ¦  ë ß – ì  rF  g † < Æõ  É Òo \    ¨ 8 Š & h ü @‚   ì  rF  g l  (FTIR:

fourier transformation infrared spectrometer)\  ¦ s 6   x # Œ ì  r$ 3  % i Ü ¼ 9, ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •õ  n-Si(100) > €   _

 „  l & h  : £ ¤$ í `  ¦ „  À Ó-„  · ú š (I-V) : £ ¤$ í / B G‚  `  ¦ s 6   x # Œ › ¸  % i  .  ë ß –y n C{ – РÒ'  20 V\ " f 100 V  s _  7 £ x ‚ à ̄  · ú šÜ ¼– Ð ï  r q ô  Ç r « Ñ[ þ t“ É r 1330 cm

⁻¹

∼ 1340 cm

⁻¹

(D-band) ü < 1580 cm

⁻¹

∼ 1598 cm

⁻¹

(G-band) \ " f y © œô  Ç  ë ß – 4 Ÿ x Ä ºo \  ¦ ˜ Ð% i  . ¢ ¸ô  Ç 7 £ x ‚ à ̄  · ú š_  7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q D {  (band)\  _  ô

 Ç  ë ß –y n C{   H ± ú “ É r  à ºA á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x % i Ü ¼ 9, G { \  _ ô  Ç  ë ß –y n C{   H Z  }“ É r  à ºA á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x % i 



. s   â Ä º[ þ t \  e ” # Q" f D { ü < G { \  _ ô  Ç  ë ß –y n C{ _  [ jl  q , I

D

/I

G

  H €  • 1.18 s % 3  . t ë ß – 60 V – Ð 7 £ x ‚ à Ìô  Ç r « Ñ_   ë ß –y n C{ _  — ¸€ ª œ“ É r   É r  â Ä º[ þ t õ   © œ{ © œô  Ç s \  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼ 9, I

D

/I

G

  H €  • 0.94s 

%

3  . FTIR y n C{ – РÒ' , 2850 cm

⁻¹

ü < 2920 cm

⁻¹

\ " f sp

³

– Ð ™ D ¥$ í   ½ + ˝ ) a CH

2

7 á ¤ _  @ /g A x 9  ì ø Í@ /g A b 

l \  _ ô  Ç  Å Ò ¶ ð7 á ¤ ô  Ç f  ¨ à ºx s ß ¼\  ¦ › ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e ” % 3  . Au/DLC/n-Si/Au s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸\  @ /ô  Ç I-V : £ ¤$ í Ü ¼– РÒ'   s   7 H × ¼ Ä »  ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •\  € ª œ_  „  0 A “  ÷ &% 3 `  ¦  â Ä º í  H ~ ½ ӆ ¾ Ó  s š ¸× ¼ : £ ¤$ í

` 

¦ ˜ Ðe ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

PACS numbers: 68.55.-a, 78.30.-j

Keywords: „  l 7 £ x ‚ à Ì, DLC ~ à Ì} Œ •, ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •,  ë ß –, FTIR,  s š ¸× ¼ : £ ¤$ í

I. " e  ] Ø



s   7 H × ¼ Ä »  ò ø ͙ è (Diamond-like carbon: DLC)

~ Ã

Ì} Œ •“ É r % i † < Æ& h  “ ¦y © œ• ¸, Z  }“ É r \ P „  • ¸• ¸,  o† < Æ& h  î ß –& ñ $ í ,

± ú

“ É r \ P Ø Ÿ ‚ ½ ÓÖ  ¦, Õ ªo “ ¦ F  g È Ò" î • ¸ 1 p x õ  ° ú  “ É r  € ª œô  Ç Ó ü t$ í M

:ë  H \  þ j   H  t  ´ ú §“ É r Å Ò3 l q`  ¦ ~ à Γ ¦ e ”   H Ó ü t| 9 [ þ t ×  æ _  

s  . : £ ¤ y , DLC ~ à Ì} Œ •“ É r • ¸Ä ºi ç Ó ü t| 9 _  7 á x À Ó\     Õ

ª + þ A (n x 9  p)`  ¦ › ¸] X ½ + É Ã º e ”   H ì ø ͕ ¸^ ‰ Ó ü t| 9 – Е ¸ ¸ ú ˜ · ú ˜



94 R e ”   [1–4]. ¢ ¸ô  Ç DLC ~ à Ì} Œ •_  \  -t  {  ç ß –  “ É r sp

²

™

D ¥$ í   ½ + Ëõ  sp

³

™ D ¥$ í   ½ + Ë_  q \  ¦ ] j# Q† < ÊÜ ¼– Ð" f › ¸] X ½ + É Ã

º e ”   [5,6]. DLC ~ à Ì} Œ •_  % i † < Æ& h  $ í | 9 “ É r ŠҖ Ð sp

³

– Ð ™ D ¥

$ í

  ½ + ˝ ) a C-C   ½ + Ë_  0 l x • ¸\  _ K    & ñ ÷ &  H ì ø ̀   sp

²

™ D ¥

$ í

  ½ + Ëé ß –“ É r DLC ~ à Ì} Œ •_  „  l & h  $ í | 9 õ  F  g † < Æ& h  $ í | 9 `  ¦ t

C  >   ) a   [7–9].

{ 9

ì ø Í& h Ü ¼– Ð DLC ~ à Ì} Œ •_   € ª œô  Ç : £ ¤$ í [ þ t“ É r ~ à Ì} Œ •_  7 £ x

‚ Ã

̛ ¸|  x 9  $ í  © œ~ ½ ÓZ O \  _ ” > r   H < É Êƒ  $ í (graphitic) sp

²

∗

E-mail: [email protected];

Tel: 055-751-5937; Fax: 055-751-1334

™

D ¥$ í   ½ + Ëõ  t ~ ½ Ó7 á ¤ (aliphatic) sp

³

™ D ¥$ í   ½ + Ë\  _ ô  Ç C-C

 

½ + Ë_   © œ@ /& h  0 l x • ¸\  _ ” > r ô  Ç   H  z  ´s  ¸ ú ˜ · ú ˜ 94 R e ” 



. s  Qô  Ç s Ä »– Ð “  K   € ª œô  Ç $ í  © œ~ ½ ÓZ O `  ¦ s 6   x ô  Ç ò ø ͙ è x 9

 DLC ~ à Ì} Œ •_  + þ A$ í \  › ' a ô  Ç ´ ú §“ É r ƒ  ½ ¨ à º' Ÿ ÷ &# Q M ® o Ü

¼ 9, s [ þ t ~ à Ì} Œ •_  F  g# 3 0 Aô  Ç 6 £ x6   x$ í M :ë  H \  Õ ª Ó ü t$ í ƒ  ½ ¨

¢

¸ô  Ç  Å Ò  Ö ¸ µ 1 Ïy  › ¸ , ƒ  ½ ¨÷ &“ ¦ e ”  .

”

 / B N`  ¦ l ì ø ÍÜ ¼– Ð   H @ /³ ð& h “   DLC ~ à Ì} Œ • $ í  © œZ O [ þ t

–

Ѝ  H e  ¦  Ý ¼   o† < Æl  © œ7 £ x ‚ Ã Ì (plasma-enhanced chem- ical vapor deposition: PECVD) [10, 11], s “ : r‚   7 £ x ‚ Ã Ì (ion-beam deposition), ` O Û ¼ Y Us $  7 £ x ‚ Ã Ì (pulsed laser deposition: PLD) [12], Õ ªo “ ¦ Û ¼( à Ôa A (sputtering) 1 p x s

 e ”  . þ j   H \   H „  l 7 £ x ‚ Ã Ì (electrodeposition)`  ¦ s 6   x

# Œ  € ª œô  Ç l ó ø Í0 A\  DLC ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œr v l  0 Aô  Ç ƒ  

½

¨  Å Ò  Ö ¸ µ 1 Ïy  à º' Ÿ ÷ &“ ¦ e ” Ü ¼ 9 [13–17], „  l 7 £ x ‚ à ÌZ O 

“ É

r „  K | 9  6   xÓ  o 5 Å q \ " f „  l  o† < Æ& h Ü ¼– Ð ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œr  v

  H ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð l ” > r _  ”  / B N l ì ø Í ~ ½ ÓZ O \  q K  ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í



© œr v   H q 6   x s  ˜ Ð  ] X y Œ ™÷ &“ ¦, ~ à Ì} Œ • $ í  © œr ç ß –s  q “ §

&

h   ú ªÜ ¼ 9 Õ ªo “ ¦ ˜ Ð  é ß –í  H ô  Ç õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K  ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œ

-463-

r

~  ´ à º e ” l M :ë  H \   Å Ò ´ òõ & h “   ~ à Ì} Œ •$ í  © œZ O  ×  æ _  

s  .

‘

: r ƒ  ½ ¨\ " f  H 10 % V/V  [ jž Ð
s à Ôw n = à º6   xÓ  o ? /

\

" f „  l  o† < Æ& h  7 £ x ‚ à ÌZ O \  _  # Œ n-Si(100) l ó ø Í0 A\  f ”  ] X

 ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œr (   . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð „  l 7 £ x ‚ à Ì`  ¦ s  6

 

x ô  Ç DLC ¢ ¸  H ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •_  $ í  © œ“ É r 100 V \ " f à º 10 kV _

  Å Ò Z  }“ É r „  · ú š% ò % i \ " f à º' Ÿ  ) a  . s   â Ä º Z  }“ É r ¨ 8 Š " é ¶

„

 · ú š M :ë  H \  l ó ø Í ³ ð€  \   | ¾ Ó_  l Ÿ í µ 1 ÏÒ q t >  ÷ &“ ¦, s

– Ð “  K  7 £ x ‚ à ÌÒ  ¦ s  ± ú  t >  ÷ & 9, $ í  © œ  ) a ~ à Ì} Œ •_  | 9  x 9  Â

҂ à ̧ 4 s 
 t >   ) a  . s \  ¦ F G4 Ÿ ¤ l  0 A # Œ ‘ : r ƒ  ½ ¨

\

" f  H 20 V \ " f 100 V % ò % i _  ± ú “ É r 7 £ x ‚ à ̄  · ú š`  ¦ s 6   x

# Œ ò ø ͙ è\  ¦ Si l ó ø Í0 A\  $ í  © œr (   . „  l 7 £ x ‚ à ÌZ O \  _  K

 $ í  © œr †   ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h  : £ ¤$ í `  ¦  ë ß – ì  rF  gZ O õ  FTIR`  ¦ s 6   x # Œ ì  r$ 3  % i Ü ¼ 9, 7 £ x ‚ à ̄  · ú š\    É r ³ ð€  

½

¨› ¸_     o\  ¦ AFM`  ¦ s 6   x # Œ › ¸  % i  . Õ ªo “ ¦ ò ø Í

™

è~ à Ì} Œ •/n-Si(100) > €  _  „  l & h  : £ ¤$ í `  ¦ I-V : £ ¤$ í / B G‚  `  ¦ s

6   x # Œ › ¸  % i  .

II. ÷ m Ç ] M ö

ò

ø ͙ è\  ¦ ×  æ ‚ Ã Ì l  0 Aô  Ç l ó ø ÍÜ ¼– Ð q $ † ½ Ós  5 ∼ 10 Ωcm“   “   (P)`  ¦ • ¸Ä ºi ç ô  Ç n-Si(100) J ?s ( \  ¦  6   x % i 



. Si J ?s á ԍ  H 5ì  r 1 l x î ß –  [ j— : r Ü ¼– Ð œ í6 £ §   [ j' ‘  ô  Ç Ê ê B

jò ø Í`  ¦ õ  » 1 Ïs “ : r à º (∼17 MΩcm)\  ¦ s 6   x # Œ í  H & h Ü ¼

–

Ð '  ½ ¨% 3  . Õ ª    6 £ § 10% _  Ó ü „“ É r Ô  ¦ í ß – (HF)6   xÓ  o`  ¦ s

6   x # Œ Si ³ ð€  `  ¦ 2ì  r 1 l x î ß – d ” y Œ •ô  Ç Ê ê  r  » 1 Ïs “ : r à º

–

Ð '  ½ ¨% 3  . Õ ª    6 £ § Si l ó ø Í`  ¦ 7 £ ¤ r  ì ø Í6 £ x6   x l  (reac- tion cell) ? /– Ð s 5 Å x % i  . ì ø Í6 £ x6   x l   H  Œ •\ O „  F G (work- ing electrode)“   Siõ  ˜ Л ¸„  F G (auxiliary electrode)“   ò ø Í

™

è– Ð ½ ¨$ í ÷ &# Q e ” Ü ¼ 9, 7 £ x ‚ Ã Ì r  6   x l _  % ò † ¾ Ó`  ¦ þ j™ è o  l

 0 A # Œ  o† < Æ& h  Ô  ¦ Ö ¸$ í Ó ü t| 9 “   _ …á ԏ : r (teflon)`  ¦ s  6

 

x # Œ ] j Œ • % i  . ì ø Í6 £ x6   x l _  f ”  ⠓ É r 10 cm s % 3 Ü ¼ 9, f ”

 â s  5 mm“   ò ø ͙ è} Œ •@ /\  ¦ ˜ Л ¸„  F G Ü ¼– Ð  6   x % i  .

„

 l 7 £ x ‚ à Ìs  ”  ' Ÿ ÷ &  H 1 l x î ß – ¿ º „  F G, 7 £ ¤ Si l ó ø Íõ  ò ø ͙ è }

Œ

•@ /  H 1 l x{ 9  » ¡ ¤  © œ\  C u r (  Ü ¼ 9 ¿ º „  F G  s _    o

  H 7 mm – Ð Ä »t r (   . 7 £ x ‚ Ã Ì r  î ß –& ñ “ ¦ ç  H{ 9 ô  Ç ³ ð

€

  ì ø Í6 £ x`  ¦ 8 ú ¤”   l  0 A # Œ Si l ó ø Í_  ƒ     ) a ô  Ç A á ¤ €   ë

ß –`  ¦ 6   xÓ  o\  ” ¸Ø  ¦ r (  Ü ¼ 9, ƒ   ÷ &t  · ú §“ É r ì ø Í@ /A á ¤ €  “ É r 7

£

x ‚ Ã Ì „  · ú š`  ¦ “   l  0 Aô  Ç „  F G Ü ¼– Ð  6   x % i  . Si l  ó

ø Í0 A\  ò ø ͙ è\  ¦ 7 £ x ‚ Ã Ì   H 1 l x î ß – ì ø Í6 £ x6   x l _  “ : r • ¸  H 60

^◦

C

–

Ð Ä »t r (  Ü ¼ 9, s   H Si l ó ø Í ³ ð€  \ " f µ 1 ÏÒ q t   H l Ÿ í

\

 ¦ ] j  # Œ L :  F M ô  Ç ³ ð€  `  ¦ ”   ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œr v 



 H X < ×  æ כ ¹ô  Ç % i ½ + É`  ¦ ½ + É  כ Ü ¼– Ð l @ /  ) a  . ò ø ͙ è_  7 £ x ‚ à ̓ É r 20 V \ " f 100 V % ò % i _  DC „  · ú š`  ¦ “   # Œ à º' Ÿ  % i 

Fig. 1. Variations of the current density versus time during the deposition at different applied voltages.

Ü

¼ 9, 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –“ É r 60ì  r s % 3  . ò ø ͙ è\  ¦ 7 £ x ‚ à Ìr v l  0 Aô  Ç 6

  xÓ  oÜ ¼– Ð 10 % V/V  [ jž Ð
s à Ôw n = à º6   xÓ  o`  ¦ s 6   x % i 



. 7 £ x ‚ à Ìs  ”  ' Ÿ ÷ &  H 1 l x î ß – 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –\    É r „  À Óx 9 • ¸   



o\  ¦  s ß ¼– Ð( Ž É Ó' ü < LabView á Ԗ ÐÕ ªÏ þ ›Ü ¼– Ð ½ ¨1 l x ÷ &



 H Keithley 617 „  0 A>  (electrometer)\  ¦  6   x # Œ › ' a ¹ 1 Ï

% i  . n-Si(100) l ó ø Í0 A\  „  l 7 £ x ‚ Ã Ì r †   ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •_ 

 

& ñ ½ ¨› ¸ x 9    ½ + Ë : £ ¤$ í `  ¦  ë ß – ì  rF  gZ O õ  FTIR (VER- TEX 80v)`  ¦ s 6   x # Œ › ¸  % i  .  ë ß –y n C{ [ þ t“ É r ì  r K  0

p

x s  0.3 cm

⁻¹

“   “ ¦ì  r K 0 p x p [ j  ë ß – ì  rF  g l  (LabRAM HR800 UV)\  ¦  6   x % i Ü ¼ 9,   © œs  633 nm“   Ar Y Us 

$

\  ¦ s 6   x # Œ r « Ñ[ þ t`  ¦ # Œl  (excitation) r (   . r « Ñ _

 ³ ð€  ½ ¨› ¸ü < ³ ð€   } 9 l   H AFM (XE-100(PSIA))\  ¦ s

6   x # Œ › ¸  % i  . „  l 7 £ x ‚ à Ì\  _ K  $ í  © œr †   ò ø ͙ è

~ Ã

Ì} Œ •`  ¦ s 6   x # Œ Au/ò ø ͙ è~ à Ì} Œ •/n-Si/Au s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸

\

 ¦ + þ A$ í ô  Ç Ê ê, ò ø ͙ è~ à Ì} Œ •/Si > €  _  I-V : £ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i 



.

III. + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

ò

ø ͙ è\  ¦ „  l 7 £ x ‚ Ã Ì   H 1 l x î ß – 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –\    É r „  À Óx 9 • ¸



  o\  ¦ Fig. 1 \ 
 ? /% 3  . 7 £ x ‚ à Ì`  ¦ 0 AK  “  ô  Ç „  · ú š s

 7 £ x ½ + Éà º2 Ÿ ¤ „  À Óx 9 • ¸• ¸ † < Êa  7 £ x † < Ê`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . 7 £ x

‚ Ã

̄  · ú šs  40 V“    â Ä º r ç ß –_  7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q „  À Óx 9 • ¸



  o  Å Ò Ö ¼o >  { 9 # Q
 9, œ íl  © œI \  q K  „  À Óx 9 

•

¸ ß ¼>  7 £ x  t  · ú §6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . 60 V_   â Ä º œ í l

 „  À Óx 9 • ¸  H 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –_  7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q  _  ‚  + þ A& h  Ü

¼– Ð 7 £ x   9, 50ì  r 1 l x î ß – 7 £ x ‚ à Ìô  Ç Ê ê „  À Óx 9 • ¸ { 9 & ñ K 

Fig. 2. The total charge passed as a function of applied voltage when the deposition is carried out for 60 min.

t

  H ¨ î ò ø Íô  Ç ½ ¨ç ß –s 
 
l  r  Œ •† < Ê`  ¦ Fig. 1 \ " f ^  ¦ à º e ”

 . ¨ î ò ø Íô  Ç ½ ¨ç ß –“ É r „  À Óx 9 • ¸    o  _  \ O   H ½ ¨ç ß –Ü ¼

–

Ð, s   H ò ø ͙ è_  7 £ x ‚ à Ìõ & ñ s   Å Ò î ß –& ñ    H  כ `  ¦ _ p  ô

 Ç . 7 £ x ‚ à ̄  · ú šs  80 Vü < 100 V“    â Ä º\   H 7 £ x ‚ à Ìr ç ß –_  7

£

x ü <  8Ô  ¦ # Q „  À Óx 9 • ¸ t 5 Å q& h Ü ¼– Ð 7 £ x    H  ⠆ ¾ Ó`  ¦

˜

Ðs “ ¦ e ” Ü ¼ 9, s  Qô  Ç  z  ´“ É r ò ø ͙ è_  ¨ 8 Š " é ¶ ì ø Í6 £ x \  _ ô  Ç

„

 À Ó 7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q “ ¦„  · ú š\  _ ô  Ç Ã º™ è_  ¨ 8 Š " é ¶ ì ø Í6 £ x \  _

ô  Ç „  À Ó7 £ x  1 l x r \  › ' a # Œ “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ _ p ô  Ç . s  ü

< ° ú  “ É r t 5 Å q& h “   „  À Ó_  7 £ x   H à º™ è ¨ 8 Š " é ¶ \    É r t 5 Å q

&

h “   l Ÿ í_  µ 1 ÏÒ q t`  ¦  l ô  Ç “ ¦ ^  ¦ à º e ” Ü ¼ 9, s   H 7 £ x

‚ Ã

Ì  ) a ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •_  | 9 `  ¦ $  r v   H Å Ò  ) a כ ¹™ è | ¨ c  כ Ü ¼

–

Ð \ V © œ  ) a  . Fig. 2  H Fig. 1 – РÒ'  % 3 “ É r “  „  · ú š_  ß ¼ l

\    É r 8 ú x„   | ¾ Ó_     o\  ¦
 ? /  H Õ ªa Ë >s  . s  Õ ª a Ë

>\ " f ^  ¦ à º e ” 1 p w s  8 ú x„   | ¾ ӓ É r  _  ‚  + þ A& h Ü ¼– Ð “  

„

 · ú š\  q Y V† < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .



ë ß –í ß –ê ø ͓ É r ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •_    + þ A,   & ñ $ í , q & ñ | 9   © œ, Õ ª o

“ ¦   ½ + Ë: £ ¤$ í 1 p x`  ¦  Ž Ø  ¦ ½ + É Ã º e ”   H  Å Ò ´ òõ & h “   õ & ñ s

 .   " f  ë ß – ì  rF  gZ O `  ¦ s 6   x # Œ Si l ó ø Í0 A\  7 £ x ‚ à Ì

 )

a ò ø ͙ è~ à Ì} Œ •_  ² D G ™ è " é ¶  C \ P `  ¦ › ¸ ½ + É Ã º e ”  .  ë ß –í ß – ê

ø Íõ & ñ \ " f í ß –ê ø Í  ) a F  g  _  \  -t   H  6 £ § õ  ° ú  s  Å Ò# Q

”

  .

~ω

^s

= ~ω

^L

∓ ~ω (1)

#

Œl " f ~ω

L

ü < ~ω  H r « Ñ\  { 9  ÷ &  H F  g  _  \  -t ü <

r

« Ñ ? /_  ì  r  [ þ t`  ¦ ”  1 l x r v l  0 Aô  Ç [ þ t> p u \  -t  (ex- citation energy) ¢ ¸  H “ ¦^ ‰ ? /_  Ÿ í 7 H (phonon) _  [ þ t

>

p

u \  -t \  ¦ y Œ •y Œ •
  · p . d ”  (1)\ " f ∓ l   ñ  H r « Ñ

\

 { 9    ) a F  g   í ß –ê ø Í Ê ê ~ω\  @ /6 £ x ÷ &  H \  -t \  ¦ { 9 

Fig. 3. Raman spectra of the carbon films electrode- posited on n-Si(100) substrates at different voltages: (a) 40 V, (b) 60 V, (c) 80 V, and (d) 100 V. Intensities are normalized with same scale.



 H  â Ä º(Stokes scattering)ü < \  -t \  ¦ % 3   H  â Ä º (anti- Stokes scattering)\  ¦
  · p .  ë ß –í ß –ê ø Í\ " f Û ¼ž Ðß ¼Û ¼

‚

  (Stokes line)“ É r ì ø Í-Û ¼ž Ðß ¼Û ¼‚   (anti-Stokes line)˜ Ð 

 s

`›   y © œ  . Õ ª s Ä »– Ѝ  H [ þ t›  H  © œI  \  e ”   H " é ¶  _  b   l

 (vibration)  { Œ • © œI  (ground state)\  e ”   H " é ¶  _  b 

l  ˜ Ð   s `›   # Q§ > l  M :ë  H s  .   " f  ë ß –y n C{ [ þ t _  Û

¼ž Ðß ¼Û ¼‚  `  ¦ s 6   x # Œ r « Ñ\  ¦ ½ ¨$ í   H ò ø ͙ è" é ¶   x 9  ì  r



[ þ t _  b  l  ~ ½ Ód ”  (vibration mode)`  ¦ › ¸  % i  .

Figure 3“ É r Å Ò# Q”   7 £ x ‚ Ã Ì „  · ú š \ " f n-Si(100) l ó ø Í0 A

\

 „  l 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a ò ø ͙ è~ à Ì} Œ •_   ë ß –y n C{ [ þ t`  ¦
  · p : (a) 40 V, (b) 60 V, (c) 80 V, (d) 100 V. Fig. 3 \ " f ^  ¦ à º e ”

1 p w s  — ¸Ž  H r « Ñ[ þ t – РÒ'  1330 cm

⁻¹

∼ 1346 cm

⁻¹

(D- band) ü < 1580 cm

⁻¹

∼ 1598 cm

⁻¹

(G-band) % ò % i \ " f ¿ º

>

h_  y © œô  Ç  ë ß – 4 Ÿ x Ä ºo  (raman peak)\  ¦ › ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e ”  .

s

[ þ t  ë ß – 4 Ÿ x Ä ºo [ þ t“ É r „  + þ A& h “   DLC ~ à Ì} Œ •_  : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð

#

ŒÅ ғ ¦ e ”   [13,14,18]. D {  (band)  H 6-   (fold) @ /g A

$ í

`  ¦ ”   ~ ½ ӆ ¾ Ó7 á ¤ “ ¦o  (aromatic ring) ? /\  e ”   H sp

²

é ß – _

 ”  1 l x \  l “    9, G {   H 8 £ x  © œ½ ¨› ¸\  ¦ s À ғ ¦ e ”   H < É Ê

ƒ

  ? /_  “ ¦o  (ring) ¢ ¸  H  _ þ t (chain) ½ ¨› ¸\  ” > r F    H sp

²

é ß –_  ”  1 l x \  l “  ô  Ç .

Figure 3 Ü ¼– РÒ'  7 £ x ‚ à ̄  · ú š_  7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q „  ^ ‰



ë ß – 4 Ÿ x Ä ºo _  [ jl  & h   7 £ x   9 4 Ÿ x Ä ºo _  ; Ÿ ¤ (width)“ É r & h & h  a % v  t   H  כ `  ¦ ^  ¦ à º e ”  . s  Qô  Ç   z 

´“ É r 7 £ x ‚ à ̄  · ú š_  7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q q & ñ | 9 _  ò ø ͙ è é # Qo 

Fig. 4. The dependence of the position of Raman band on the applied voltages: (a) D band and (b) G band.

(cluster) _  ß ¼l  & h   7 £ x  €  " f  © œ o  | 9 " f\  ¦ ”  

½

¨› ¸– Ð ò ø ͙ è é # Qo [ þ t s  $ í  © œô  Ç   H  כ `  ¦ _ p ô  Ç .   ë

ß –y n C{ [ þ t“ É r 60 V _   â Ä º\  ¦ ] jü @ “ ¦ — ¸Ž  H 7 £ x ‚ à ̄  · ú š\ " f

—

¸€ ª œs   _  Ä » ô  Ç : £ ¤f ç `  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ” Ü ¼ 9, s   ë ß –y n C{  _

 — ¸€ ª œ“ É r \ P € 9  F ' pà Ô  o† < Æl  © œ7 £ x ‚ à ÌZ O  (HFCVD: hot fil- ament chemical vapor deposition) Ü ¼– Ð $ í  © œr †    s  



7 H × ¼
” ¸  & ñ w n [ þ t \  _ ô  Ç   õ ü <  _  Ä » † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”

  [19]. Õ ª Q
 60 V_  7 £ x ‚ à ̄  · ú šÜ ¼– Ð $ í  © œr †   r « Ñ

\

 @ /ô  Ç  ë ß –y n C{ _  — ¸€ ª œ“ É r   É r  â Ä º[ þ t \  q K   © œ{ © œy 



 É r כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  .   É r [ j  â Ä º[ þ t õ  q “ §K  ˜ Ѐ   60 V _   â Ä º D { ü < G { _  [ jl    É r  â Ä º[ þ t õ  q “ §K  ì

ø Í@ /_  € ª œ © œ`  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼ 9, ∼1332 cm

⁻¹

ü < ∼1580 cm

⁻¹

\ 

"

f  Å Ò ¸ ú ˜ µ 1 ϲ ú ˜  ) a  ë ß –{ [ þ t`  ¦ › ' a8 £ ¤ ½ + É Ã º e ” % 3  . s   H

” ¸  & ñ w n   s   7 H × ¼  © œõ  < É Êƒ   Ä »  ò ø ͙ è (graphite- like carbon)  & ñ w n [ þ t s  ò ø ͙ è~ à Ì} Œ • ? /\  / B N” > r “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ _

p ô  Ç  [20].

Figure 4  H 7 £ x ‚ à ̄  · ú š\    É r D { ü < G { _  0 Au   



o\  ¦
  · p . 60 V_   â Ä º\  ¦ ] jü @ €  , 7 £ x ‚ à ̄  · ú š_  7 £ x

ü <  8Ô  ¦ # Q D {   H ± ú “ É r  à ºA á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x   H ì ø ̀   G {

  H Z  }“ É r  à ºA á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x † < Ê`  ¦ Fig. 4 \ " f ^  ¦ à º e ”  .

± ú

“ É r  à ºA á ¤ Ü ¼– Ð D { _  s 1 l x“ É r Á º| 9 " fô  Ç ò ø ͙ è_  sp

²



© œI   s   7 H × ¼  © œI – Ð ½ ¨› ¸   o { 9 # Qz Œ ™`  ¦ _ p ô  Ç



. s ü < ² ú ˜o  Z  }“ É r  à ºA á ¤ Ü ¼– Ð G { _  s 1 l x“ É r Á º| 9 " f

>  C \ P ô  Ç sp

³

/sp

²

™ D ¥$ í   ½ + Ë  © œI _  ò ø ͙ è | 9 " f& ñ ƒ  

>  C \ P  ) a < É Êƒ    © œI – Ð ½ ¨› ¸   o { 9 # Qz Œ ™`  ¦ _ p ô  Ç



. 7 £ x ‚ à ̄  · ú šs  60 V“    â Ä º, D {  (1332 cm

⁻¹

) ü < G { 

Fig. 5. IR spectra of the deposits obtained at different voltages: (a) 20 V, (b) 40 V, (c) 60 V, (d) 80 V, and (e) 100 V.

(1580 cm

⁻¹

)  H 40 V _   ë ß – 4 Ÿ x Ä ºo \  q K  ∆k = 14 cm

⁻¹

ü < ∆k = 18 cm

⁻¹

ë ß –
p u ± ú “ É r  à ºA á ¤ Ü ¼– Ð s 1 l x % i 



. 1332 cm

⁻¹

\  0 Au ô  Ç  ë ß – 4 Ÿ x Ä ºo   H Ú Ôw n =À Ҁ © œ % ò % i  (Brillouin zone) ×  æd ”    H % ƒ\ " f_  T

^2g

@ /g A$ í \  _ ô  Ç  Œ ™

×

 æ » ¡ ¤ @ F  g Ÿ í 7 H ë ß –`  ¦ t   H  s   7 H × ¼\  _ ô  Ç  כ s  .

Õ

ªo “ ¦ 1580 cm

⁻¹

\  0 Au ô  Ç  ë ß – 4 Ÿ x Ä ºo   H ¸ ú ˜ & ñ § > = ) a

<

É Êƒ  _  Ú Ôw n =À Ҁ © œ % ò % i  ×  æd ” \ " f_  F  g Ÿ í 7 H — ¸Ä º× ¼ (A

^2u

, B

2g

, E

1u

, E

2g

)[ þ t ×  æ _  
“   E

2g

— ¸Ä º× ¼\  _ ô  Ç  כ s   [21]. 60 V _   â Ä º\  e ” # Q" f  ë ß –y n C{ [ þ t _  — ¸€ ª œ“ É r < É Êƒ  

\

 @ /ô  Ç Chu et al. [22]_    õ ü < à º™ è\  ¦ Ÿ í† < Ê t  · ú §“ É r ò

ø ͙ è ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç Xu et al. [23]_    õ ü <  _  Ä » † < Ê

`

 ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Starygaü < Bak [10]“ É r à º™ è DLC ~ Ã Ì }

Œ

•_  + þ A$ í \  e ” # Q ò ø ͙ è" é ¶  [ þ t _  ƒ  5 Å q& h “     ½ + Ë`  ¦ ~ ½ ÓK 

  H Å Ò  ) a כ ¹™ ès l  M :ë  H \  à º™ è 0 l x • ¸_  7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q DLC ~ à Ì} Œ •_  | 9 • ¸
 ”   “ ¦ ˜ Г ¦ô  Ç   e ”  .   " f 60 V _   â Ä º  Å Ò £ í7 á ¤ ô  Ç  ë ß – y n C{ _  — ¸€ ª œÜ ¼– РÒ'  à º™ è 0

l

x • ¸  Å Ò ± ú “ É r € ª œ| 9 _  DLC ~ à Ì} Œ •s  Si l ó ø Í0 A\  $ í  © œ

% i 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . ò ø ͙ è~ à Ì} Œ • $ í  © œ r  r « Ñ\  Ÿ í† < Ê÷ &# Q e ”

  H à º™ è_  0 l x • ¸ ò ø ͙ è~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸ x 9  Ó ü t$ í `  ¦   & ñ 



 H Å Ò  ) a כ ¹“  e ” `  ¦ s „  _  ´ ú §“ É r ƒ  ½ ¨\ " f• ¸ µ 1 ߘ 2 ³   e ”   [24,25]. ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •_  $ í  © œõ & ñ \  e ” # Q B j 9 l  (CH

³

) – ÐÂ Ò '

_  » 1 Ïà º™ è o (dehydrogenation)õ & ñ “ É r í  H ç ß –& h Ü ¼– Ð { 9 

#

Q
t  · ú §“ ¦ „  K | 9 _  0 l x • ¸ x 9  7 á x À Ó\     ™ èכ ¹÷ &  H r  ç

ß –s  ² ú ˜ ”   .   " f Å Ò# Q”   „  K | 9 \ " f_  » 1 Ïà º™ è o

™

èכ ¹r ç ß –“ É r ¨ 8 Š " é ¶„  À Óx 9 • ¸\  f ” ] X  _ ” > r >  ÷ & 9, » 1 Ïà º

™

è o î ß –& ñ >  { 9 # Q
l  0 Aô  Ç e ” > „  À Ó x 9 • ¸ (limiting current density)  ” > r F  >   ) a  . 60 V\ " f à º™ è0 l x • ¸



Å Ò ± ú “ É r € ª œ| 9 _  DLC ~ à Ì} Œ •s  $ í  © œô  Ç  כ “ É r » 1 Ïà º™ è o ™ è כ

¹r ç ß –õ  „  À Óx 9 • ¸ (∼15 mA/cm

²

)  ç  H+ þ A`  ¦ s ê  r   õ 

–

Ð K $ 3 | ¨ c à º e ”  .

Figure 5  H y Œ •y Œ •_  7 £ x ‚ à ̄  · ú š\ " f ï  r q ô  Ç r « Ñ[ þ t \  @ / ô

 Ç & h ü @‚  y n C{  (infrared spectra)[ þ t`  ¦
  · p . Fig. 5_ 

∼2750 - ∼3050 cm

⁻¹

% ò % i \ " f › ' a8 £ ¤ ÷ &  H & h ü @‚  y n C{ [ þ t

“ É

r „  + þ A& h “   C-H   ½ + Ë\  _ ô  Ç b  l _    õ \  ¦
  · p .

60 V _   â Ä º\  ¦ ] jü @ô  Ç — ¸Ž  H y n C{ [ þ t \ " f ∼2852 cm

⁻¹

ü <

∼2924 cm

⁻¹

\  0 Au ô  Ç  Å Ò ¶ ð7 á ¤ ô  Ç f  ¨ à º 4 Ÿ x Ä ºo [ þ t`  ¦ ^  ¦ Ã

º e ” Ü ¼ 9, ¢ ¸ô  Ç ∼2954 cm

⁻¹

  H % ƒ\ " f €  •ô  Ç f  ¨ à º 4 Ÿ x Ä º o

 › ' a8 £ ¤ ) a  . s ü <² ú ˜o  60 V_   â Ä º f  ¨ à º 4 Ÿ x Ä ºo [ þ t _

 ; Ÿ ¤ s   Å Ò a % v“ É r ¿ º > h_  y n C{ ë ß –s  2848 cm

⁻¹

õ  2918 cm

⁻¹

\ 
 z Œ ™`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . { 9 ì ø Í& h Ü ¼– Ð ∼2850 cm

⁻¹

õ 

∼2920 cm

⁻¹

  H % ƒ_  ¿ º 4 Ÿ x Ä ºo [ þ t“ É r sp

³

™ D ¥$ í   ½ + Ë\  _ K  + þ

A$ í  ) a CH

₂

ç  H _  @ /g A x 9  ì ø Í@ /g A ’  » ¡ ¤b  l  (stretching vibration) \  @ /6 £ x ÷ & 9, ∼2955 cm

⁻¹

\ " f › ' a8 £ ¤ ÷ &  H f  ¨ à º 4

Ÿ

x Ä ºo   H sp

³

™ D ¥$ í   ½ + Ë\  _ K  + þ A$ í  ) a CH

3

ç  H _  ì ø Í@ /g A

’

 » ¡ ¤b  l \  @ /6 £ x ) a    H  z  ´s  ¸ ú ˜ · ú ˜ 94 R e ”   [11, 14, 26, 27]. Fig. 5 – РÒ'  ∼2955 cm

⁻¹

\  0 Au ô  Ç f  ¨ à º 4 Ÿ x Ä º o

_  [ jl  7 £ x ‚ à ̄  · ú š\  q Y VK " f 7 £ x  “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ ^  ¦ Ã

º e ”  . CH

³

ç  H _  ì ø Í@ /g A ’  » ¡ ¤b  l \  @ /6 £ x ÷ &  H s  f  ¨ à º 4

Ÿ

x Ä ºo _  [ jl  7 £ x ô  Ç   H  z  ´“ É r 7 £ x ‚ à ̄  · ú š_  7 £ x ü <



8Ô  ¦ # Q r « Ñ\  Ÿ í† < Ê÷ &# Q e ”   H à º™ è_  0 l x • ¸ 7 £ x ô  Ç 

Fig. 6. Three-dimensional AFM images for the deposits prepared at different voltages: (a) 40 V, (b) 60 V, (c) 80 V, and (d) 100 V.



 H  z  ´`  ¦
  · p .   " f 60 V_  7 £ x ‚ à ̄  · ú šÜ ¼– Ð ï  r q  ô

 Ç r « Ñ\ " f ∼2955 cm

⁻¹

\  @ /6 £ x ÷ &  H f  ¨ à º 4 Ÿ x Ä ºo  › ' a 8

£

¤ ÷ &t  · ú §  H    H  z  ´“ É r s   â Ä º r « Ñ ? /\  Ÿ í† < Ê÷ &# Q e ” 



 H à º™ è_  0 l x • ¸  © œ& h    H  כ `  ¦ _ p ô  Ç .

„

 l 7 £ x ‚ à ÌZ O \  _ K  n-Si(100) l ó ø Í0 A\  $ í  © œr †   ò ø ͙ è

~ Ã

Ì} Œ •_  ³ ð€   ½ ¨› ¸\  ¦ › ¸  l  0 A # Œ AFM`  ¦ s 6   x % i 



. Fig. 6“ É r 40 V \ " f 100 V  s _  7 £ x ‚ à ̄  · ú š\ " f % 3 

“ É

r r « Ñ[ þ t \  @ /ô  Ç 3 " é ¶ ³ ð€   + þ A © œ`  ¦
  · p : (a) 40 V, (b) 60V, (c) 80 V, (d) 100 V. s [ þ t 3 " é ¶ ³ ð€  ½ ¨› ¸

\

" f ^  ¦ à º e ” 1 p w s  DLC ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ ¨$ í   H ò ø ͙ è é # Qo  [

þ

t“ É r ŠҖ Ð 5y Œ •+ þ A ¢ ¸  H 6 y Œ •+ þ A ½ ¨› ¸\  ¦ “ ¦ e ” Ü ¼ 9, l ó ø Í

³

ð€  \  à ºf ” ô  Ç ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð Å Ò © œ$ í  © œ (columnar growth) 

% i

6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . ò ø ͙ è é # Qo [ þ t _  — ¸€ ª œs  5y Œ •+ þ A ¢ ¸



 H 6 y Œ •+ þ A“   s Ä »  H ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ ¨$ í   H ò ø ͙ è" é ¶  [ þ t s  ŠҖ Ð sp

²

™ D ¥$ í   ½ + Ë\  _ K  $ í  © œô  Ç   õ  “ ¦ \ V © œ½ + É Ã º e ”  .

Fig. 6 Ü ¼– РÒ'  7 £ x ‚ à ̄  · ú š_  7 £ x ü <  8Ó ü t # Q ³ ð€   } 9 l  (roughness)  & h & h  7 £ x  “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . t ë ß – 60 V _   â Ä º   É r  â Ä º[ þ t \  q K  ³ ð€  s   Å Ò ¨ î ò ø Í  



 H  כ `  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ”  . s    õ   H s „  _  & h ü @‚  y n C ì  r

$

3 _    õ ü < ¸ ú ˜ { 9 u ô  Ç   H  כ `  ¦ · ú ˜ à º e ”  . ò ø ͙ è é # Q o

 ? /\  Ÿ í† < ʝ ) a à º™ è_  0 l x • ¸ 60 V_   â Ä º  © œ ± ú € Œ ¤Ü ¼ 9, à º™ è_  0 l x • ¸ ×  ¦ # Q[ þ t à º2 Ÿ ¤ s Ö  © ò ø ͙ è é # Qo [ þ t  s  _

 ½ + Ë# î s  8 ú ¤”  ÷ &€  " f é # Qo [ þ t _  x 9 • ¸  H Z  }  t >  ÷ &

9 ³ ð€  “ É r  8¹ ¡ ¤ ¨ î ò ø ÍK t >  ÷ &  H  כ s  . ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •_  + þ A

$ í

õ & ñ \  e ” # Q C-H   ½ + Ë_  7 £ x   H s Ö  © ò ø ͙ è " é ¶  [ þ t  

s

_   © œ  ñ Œ •6   x`  ¦ é ß – # Œ ò ø ͙ è é # Qo [ þ t _  ½ + Ë# î `  ¦ ~ ½ Ó K

ô  Ç   H  z  ´“ É r s p  ¸ ú ˜ · ú ˜ 94 R e ”   [10]. 60 V_   â Ä

º ³ ð€   } 9 l  (R

q

)  H ∼5.8 nm % i Ü ¼ 9, ò ø ͙ è é # Qo [ þ t _

 ¨ î ç  H ß ¼l , <D>  H 445 nm % i  . s ü <² ú ˜o  100 V_ 

 â

Ä º R

q

ü < <D>  H y Œ •y Œ • ∼11.3 nmõ  554 nm % i  .   õ 

&

h Ü ¼– Ð 100 V_   â Ä º R

^q

 ß ¼   H  z  ´“ É r ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •? /

\

 à º™ è 0 l x • ¸ Z  }    H  כ `  ¦ ì ø Í% ò ô  Ç “ ¦ ^  ¦ à º e ”  .

Figure 7“ É r 7 £ x ‚ à ̄  · ú šs  40 V, 60 V Õ ªo “ ¦ 100 V“    â Ä

º\  ï  r q   ) a r « Ñ[ þ t \  @ /ô  Ç I-V : £ ¤$ í `  ¦
 ? / · p . I-V :

£ ¤$ í `  ¦ › ¸  l  0 AK  „  l 7 £ x ‚ à Ì\  _ K  n-Si l ó ø Í0 A\  DLC ~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œr †   Ê ê, Au „  F G`  ¦ s “ : r  ïh A† < ÊÜ ¼– Ð

"

f Au/DLC/n-Si/Au s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸\  ¦ + þ A$ í % i  . Fig.

7 \ " f ˜ Ð# Œ”    ü <° ú  s  60 V\ " f % 3 “ É r r « Ñ\  @ /ô  Ç I-V :

£ ¤$ í “ É r „  + þ A& h “   p-n ] X ½ + Ë  s š ¸× ¼_  & ñ À Ó: £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ðs 

“

¦ e ”  . s ü <² ú ˜o  40 Vü < 100 V\ " f % 3 “ É r r « Ñ[ þ t _   â Ä

º í  H ~ ½ ӆ ¾ Óõ  % i ~ ½ ӆ ¾ Ó I-V : £ ¤$ í s  q @ /g A& h s l   H t ë ß – 60 V _   â Ä º\  q K   Å Ò
œ É r  s š ¸× ¼ : £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ðs “ ¦ e ”

6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s ü < ° ú  “ É r ® éà Ôv  (Schottky)  s š ¸

×

¼ : £ ¤$ í “ É r DLC ~ à Ì} Œ •\  € ª œ_  „  0 A`  ¦ “  ô  Ç DLC/n-Si s  7

á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸\  @ /ô  Ç s „  _  I-V : £ ¤$ í õ   Å Ò ¸ ú ˜ { 9 u † < Ê

`

 ¦ · ú ˜ à º e ”   [10,28,29]. 60 Vü < Õ ª ü @_   â Ä º I-V : £ ¤$ í _

 s   H DLC ~ à Ì} Œ •`  ¦ ½ ¨$ í “ ¦ e ”   H ò ø ͙ è[ þ t _  sp

²

/sp

³

™

D ¥$ í   ½ + Ë_   © œ@ / q _  s – Ð “  ô  Ç ~ à Ì} Œ •_  ½ ¨› ¸& h  s 

\

 l “  ô  Ç “ ¦ ^  ¦ à º e ”  . s ü < 8Ô  ¦ # Q I-V : £ ¤$ í _  s 

\

 ¦ Ä »µ 1 Ï   H ¢ ¸   É r כ ¹™ è– Ð Ã º™ è 0 l x • ¸_     o\  ¦ [ þ t à º e ”

 . DLC/Si ™ D ¥$ í ½ ¨› ¸\  e ” # Q" f p-n ] X ½ + Ë\  @ /ô  Ç I-V

› '

a >   H d ”  (2)ü < ° ú  s  ç ß –é ß –y 
 è ­ q à º e ”  .

I = I

0

exp  eV ηkT



. (2)

#

Œl " f I  H ] X ½ + Ë`  ¦ : Ÿ x K  â ìØ Ô  H é ß –0 A€  & h  { © œ „  À Ó\  ¦

 ? / 9, V   H ] X ½ + Ë € ª œé ß –\  “  ÷ &  H „  · ú š, Õ ªo “ ¦ I

0

  H V  0{ 9  M :_  „  À Óx 9 • ¸\  ¦
  · p . kü < T   H ^  ¦ Þ Ôë ß – (Boltzmann)  © œÃ ºü < “ : r • ¸\  ¦ y Œ •y Œ •
  · p . η  H s  © œ>  Ã

º (ideality factor)– Ð" f Å Ò# Q”    s š ¸× ¼ s  © œ& h “     s

š ¸× ¼ ~ ½ Ó& ñ d ” `  ¦ \ O  
 ¸ ú ˜  Ø Ô  H \  @ /ô  Ç ' ‘ • ¸\  ¦
 

 · p . η  H í  H ~ ½ ӆ ¾ Ó s # QÛ ¼ “   r  % 3 “ É r I-V : £ ¤$ í / B G‚   _

 „  À Ó\  ¦ – ÐÕ ª– Ð ³ ð‰ & ³ô  Ç Õ ªA á Ô  © œ\ " f_  l Ö  ¦ l – ÐÂ Ò '

 ¨ î ½ + É Ã º e ”  . s ü < ° ú  “ É r õ & ñ `  ¦ : Ÿ x K  Au/DLC/n- Si/Au s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸\  @ /K  ¨ î ô  Ç η  H ∼8∼ 12  s _ 

° ú

כ`  ¦ f ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Giebel and Pavesi [30]  H  / B N

$ í

z  ´o – B H`  ¦ Ÿ í† < Ê   H s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸\ " f_  η ° ú כs  45ü <

2.3  s _  % ò % i \  Z  ~ # Œ e ” 6 £ §`  ¦ ˜ Г ¦ô  Ç   e ”  . Liang 1 p x

“

É r [28]  s   7 H × ¼
” ¸  & ñ [ þ t – Ð s , X”   ~ à Ì} Œ •õ  n-Si l 

Fig. 7. I-V characteristics of Au/DLC/n-Si/Au het- erostructures prepared at different bias voltages.

ó

ø ÍÜ ¼– Ð ½ ¨$ í  ) a s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸\  @ /ô  Ç η 2.33Ü ¼– Ð  Å Ò a

% ~“ É r & ñ À Ó: £ ¤$ í `  ¦ ˜ Г     H  z  ´`  ¦ ˜ Г ¦ô  Ç   e ”  . { 9 ì ø Í

&

h Ü ¼– Ð „  • ¸$ í s 
œ É r q & ñ | 9  ~ à Ì} Œ •Ü ¼– Ð ½ ¨$ í  ) a s 7 á x] X 

½

+ Ë ½ ¨› ¸\ " f „   î  r ì ø Í _  ‡ © œØ  æ 8 Al  (hopping)  H ² D G ™ è



© œI [ þ t  s _  „    ‡ © œØ  æ 8 Al \  _ K  t C \  ¦ ~ à ΍  H  .  



" f η ° ú כ“ É r DLC ~ à Ì} Œ •_  sp

²

/sp

³

 © œ@ / q \       & ñ

÷

&  H ² D G ™ è  © œI [ þ t _  0 l x • ¸ x 9  ‡ © œØ  æ 8 Al \  _ ô  Ç „   [ þ t _  Ã

º5 Å x: £ ¤$ í \   © œ{ © œy  _ ” > r ½ + É  כ s  “ ¦ Ò q ty Œ •½ + É Ã º e ”  .  



" f ‘ : r ƒ  ½ ¨\ " f_   Å Ò Z  }“ É r η ° ú כ“ É r DLC/Si > €  \ " f _

 „   à º5 Å x s  { 9 ì ø Í& h “   „  • ¸{ \  ¦ : Ÿ x ô  Ç „  • ¸     ² D G

™

è  © œI [ þ t  s _  „    ‡ © œØ  æ 8 Al \  _ ô  Ç  כ Ü ¼– Ð \ V © œ½ + É Ã

º e ”  .

IV. + s Ç Â ] Ø

„

 l  o† < Æ& h  7 £ x ‚ à ÌZ O `  ¦ s 6   x # Œ 10 % V/V  [ jž Ð
s  à

Ôw n = à º6   xÓ  o ? /\ " f n-Si(100) l ó ø Í0 A\  ò ø ͙ è ~ à Ì} Œ •`  ¦ f ”  ] X

 $ í  © œr (   .  ë ß –ì  rF  gZ O õ  FTIR ì  r$ 3 `  ¦ : Ÿ x K  Si l  ó

ø Í0 A\  + þ A$ í  ) a ~ à Ì} Œ •s    & ñ x 9  q & ñ | 9  < É Êƒ  ½ ¨› ¸ x 9   s 



 7 H × ¼ ½ ¨› ¸– Ð ½ ¨$ í  ) a DLC ~ à Ì} Œ •e ” `  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . ~ Ã Ì }

Œ

•`  ¦ ½ ¨$ í   H ò ø ͙ è " é ¶  [ þ t“ É r ŠҖ Ð sp

²

/sp

³

™ D ¥$ í   ½ + Ë\ 

$ í

 © œ  9, ™ D ¥$ í   ½ + Ë r  ò ø ͙ è" é ¶  [ þ t s  CH

2

ç  H \  5 Å q Ö ¼

 CH

³

ç  H \  5 Å q Ö ¼
\     $ í  © œô  Ç ~ à Ì} Œ •_   € ª œô  Ç Ó ü t

$ í

s    & ñ  ) a    H  z  ´`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . à º™ è0 l x • ¸  © œ

± ú

“ É r 60 V _   â Ä º ~ à Ì} Œ •_  R

q

  H ∼5.8 nm – Ð 100 V_   â Ä

º\  q K  ∼2 & ñ • ¸ & h 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Au/DLC/n- Si/Au s 7 á x] X ½ + Ë ½ ¨› ¸\  @ /ô  Ç I-V: £ ¤$ í Ü ¼– РÒ'  DLC ~ Ã Ì }

Œ

•\  € ª œ_  „  0 A “  ÷ &% 3 `  ¦  â Ä º í  H ~ ½ ӆ ¾ Ó  s š ¸× ¼ : £ ¤

$ í

`  ¦ ˜ Ð% i Ü ¼ 9, 60 V_   â Ä º  © œ a % ~“ É r & ñ À Ó: £ ¤$ í `  ¦ ˜ Ð% i 



. DLC/n-Si > €  `  ¦ : Ÿ x ô  Ç „    à º5 Å x l  Œ •“ É r  Å Ò  H η

° ú

כÜ ¼– РÒ'  ² D G ™ è  © œI [ þ t  s _  „    ‡ © œØ  æ 8 Al \  _ K  t

C & h Ü ¼– Ð { 9 # Qz Œ ™`  ¦ \ V © œ½ + É Ã º e ” % 3  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] A. M. M. Omer, S. Adhikari, S. Adhikary, H. Uchida and M. Umeno, Diamond Relat. Mater. 13, 2136 (2004).

[2] J. V. Anguita, S. R. P. Silva and W. Young, J. Appl.

Phys. 88, 5175 (2000).

[3] A. llie, O. Harel, N. M. J. Conway, T. Yagi, J.

Robertson and W. I. Milne, J. Appl. Phys. 87, 789 (2000).

[4] T. Katsuno, S. Nitta, H. Habuchi, V. Stolojan and S.R.P. Silva, Appl. Phys. Lett. 85, 2803 (2004).

[5] W. Kulisch, Deposition of Superhard Diamond-Like Materials (Springer, Heidelberg, 1999).

[6] G. Lazar and I. Lazar, J. Non-Cryst. Solids 331, 70 (2003).

[7] D. L. Pappas, K. L. Saenger, J. Bruley, W. Krakow, J. J. Cuomo, T. Gu and R. W. Collins, J. Appl.

Phys. 71, 5675 (1992).

[8] M. Chhowalla, A. C. Ferrari, J. Robertson and G. A.

J. Amaratunga, Appl. Phys. Lett. 76, 1419 (2000).

[9] A. C. Ferrari and J. Robertson, Phys. Rev. B 64, 075414 (2001).

[10] E. Staryga and G. W. Bak, Diamond Relat. Mater.

14, 23 (2005).

[11] C. J. Tang, M. A. Neto, M. J. Soares, A. J. S. Fer- nandes, A. J. Neves and J. Gracio, Thin Solid Film 515, 3539 (2007).

[12] A. Hu, I. Alkhesho, H. Zhou and W. W. Duley, Di- amond Relat. Mater. 16, 149 (2007).

[13] S. Gupta, R. K. Roy, B. Deb, S. Kunda and A. K.

Pal, Mater. Lett. 57, 3479 (2003).

[14] K. Sreejith, J. Nuwad and C. G. S. Pillai, Appl. Surf.

Sci. 252, 296 (2005).

[15] W. L. He, R. Yu, H. Wang and H. Yan, Carbon 43, 2000 (2005).

[16] R. K. Roy, B. Deb, B. Bhattacharjee and A. K. Pal, Thin Solid films 422, 92 (2002).

[17] Q. Fu, J. T. Jiu, K. Cai, H. Wang, C. B. Cao and H. S. Zhu, Phys. Rev. B 59, 1693 (1999).

[18] J. Robertson, Surf. Coat. Technol. 50, 185 (1992).

[19] Y. P. MA, F. H. Sun, H. G. Xue, Z. M. Zhang and M. Chen, Diamond Relat. Mater. 16, 481 (2007).

[20] A. C. Ferrari and J. Robertson, Phys. Rev. B 61, 14095 (2000).

[21] G. Irmer and A. Dorner-Reisel, Adv. Eng. Mater. 7, 694 (2005).

[22] P. K. Chu and L. Li, Mater. Chem. Phys. 96, 253 (2006).

[23] J. Xu, H. Fan, H. KousaKa, N. Umehara and W.

Liu, Surf. Coat. Technol. 201, 6631 (2007).

[24] J. Robertson, Phys. Rev. Lett. 68, 220 (1992).

[25] W. Jacob, Thin Solid Films 326, 1 (1998).

[26] B. Dischler, C. Wild, W. M¨ uller-Sebert and P. Koidl, Physica. B 185, 217 (1993).

[27] K. M. McNamara, B. E. Williams, K. K. Gleason and B. E. Scruggs, J. Appl. Phys. 76, 2466 (1994).

[28] X. Liang, L. Wang, X. Ma, P. Chen and D. Yang, Diamond Relat. Mater. 16, 306 (2007).

[29] A. Tibrewala, E. Peiner, R. Bandorf, H. L¨ uthje, G.

Ginev, T. Rabe and W. Limmer, Third Interna- tional Conference on Material Testing (TEST 2005) (Nuernberg, Germany).

[30] G. Giebel and L. Pavesi, Phys. Status Sol. (A)151,

355 (1995).

Growth and Physical Properties of Carbon Films Electrodeposited on n-Si(100)

Jong Duk Lee, Chang Young Park, Jeoung Ju Lee, Kun Ho Kim, Soon Young Jeong and Hyeon Soo Kim

^∗

Department of Physics and Research Institute of Natural Science,

Gyeongsang National University, Jinju 660-701 (Received 17 February 2009)

Carbon films were directly electrodeposited at various voltage onto n-Si(100) substrates in a so- lution consisting of acetonitrile (10% V/V) and deionized water. The solution was maintained with an elevated temperature between ∼50

^◦

C to ∼85

^◦

C. Raman spectroscopy and Fourier transform infrared (FTIR) spectrophotometry were used to investigate the bonding configurations of carbon atoms in the Diamond-like carbon (DLC) films. In all the samples, except for the one electrode- posited at 60 V, two broad Raman bands, one located at 1340 cm

⁻¹

and the other at 1598 cm

⁻¹

, were observed. On the other hand, the Raman spectrum for the sample obtained at 60 V exhibited a different behavior compared with the other cases; two Raman bands were observed, one at about 1330 cm

⁻¹

and the other at 1580 cm

⁻¹

. In the case of the sample obtained at 60 V, a very sharp FTIR pattern was obtained, and well-developed infrared absorption peaks were located at about 2848 and 2918. Atomic force microscopy (AFM) revealed that the DLC films consisted of grains with hexagonal or pentagonal structures distributed uniformly on the Si substrates. A DLC/n-Si heterojunction showed a rectifying characteristic typical of a p-n junction when a positive voltage was applied to the DLC films.

PACS numbers: 68.55.-a, 78.30.-j

Keywords: Electrodeposition, DLC films, Carbon films, Raman, FTIR, Diode characteristic

∗

E-mail: [email protected]