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利用光學顯微鏡和原子力顯微鏡觀察表面形貌

利用不同粗糙度在類鑽碳薄膜上做物性探討和生物相容性兩大部分研究，首先都使用30％氫化鉀（KOH）溶液蝕刻硅晶片，控制其蝕刻時間為10、20和40 分鐘，使硅晶片表面產(chǎn)生不同粗糙度值（Ra），利用光學顯微鏡、3D表面粗度儀和原子力顯微鏡觀察表面形貌和粗糙度量測，再經(jīng)由電漿輔助化學氣相沉積（PECVD）方式鍍類鑽碳薄膜（DLC），接著在物性探討中使用拉曼光譜儀、電子能譜化學分析儀和水接觸角試驗測量類鑽薄碳膜化學鍵結(jié)和表面特性，并使用表面輪廓儀量、奈米壓痕試驗測量類鑽碳薄膜之機械性質(zhì)。而在第二部份為生物相容性，將不同粗糙度的硅晶片，鍍上一層類鑽碳薄膜后進行細胞的培養(yǎng)，培養(yǎng)的時間分為48和72小時，觀察其附著的數(shù)量。
  實驗結(jié)果顯示，對于物性的探討當粗糙度值越大，薄膜的ID/IG值、sp2/sp3比例也會漸漸增加，因此石墨sp2結(jié)構(gòu)會變多，呈現(xiàn)石墨化現(xiàn)象，而對水接觸角而言粗糙度越粗糙，呈現(xiàn)越疏水的現(xiàn)象，在內(nèi)應力方面也是呈現(xiàn)越來越大的現(xiàn)象，在奈米壓痕試驗中粗糙度效應會影響薄膜模數(shù)和硬度，愈粗糙的表面愈石墨化，并且薄膜模數(shù)和硬度都有下降的趨勢；對于生物相容性方面，粗糙度對于細胞有很大的影響，未蝕刻的硅基材鍍上類鑽薄碳膜培養(yǎng)ECV304細胞，其細胞的附著的量是最多的，而培養(yǎng)72小時細胞的附著量又比培養(yǎng)48小時還多。從以上結(jié)果可了解不同的粗糙度確實會影響類鑽碳薄膜（DLC）的化學性質(zhì)、水接觸角角度、內(nèi)應力及細胞的生物相容性。