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为了精确控制薄膜生长速率，缺陷合并，以及在二维/非二维基底上沉积生 长的薄膜结构与形貌，必须需要详细了解薄膜生长表面发生的物理化学过程，尤 其是均一性，相对浓度和关键化学基团的空间分布，以及基底变化和等离子体温 度。
光发射光谱（OES）能够对等离子体进行非接触式的检测，检测对象来自于 等离子体发射光。由于激发的等离子体基团复合时产生的发射光强度与他们的空 间密度成正比，并且与电子能分布函相关，因此等离子体光发射谱是进行成分检 测的有效工具，通过监测元素特有谱线的存在与否实现。
本文通过对碳薄膜等离子增强化学气相沉积生长过程的光发射谱的研究，提 供了等离子不同区域气相基团浓度的空间扫描图和电子温度，并且为优化薄膜沉 积参数和解释不同性质碳材料的形成机制提供了理论依据。
实验中碳沉积过程在直流放电 PECVD 系统中进行，CCD 相机和光度高温计 分别用于原位等离子体观测和基底温度监测，光发射谱由 HR4000-UV-NIR
（Oceanoptics）光谱仪采集，实验装置如图 1 所示。
图 1 与 PECVD 沉积腔体相连的光发射谱检测装置示意图.
实验结果
图 2 所示为 H2-甲烷（3.7%）混合气体中测得等离子体发射光谱，C2 峰-516.5nm，Ha 和 Hb 峰分别位于 656nm 和 486nm。在菱形结构和多壁碳纳米管（MWCNT）形成阶段，各种基团浓度发生改变，并且观测到等离子体的电子温 度改变达到极大值，这一结论可以解释在纳米钻石和纳米石墨 CVD 薄膜中形成 充分石墨化的针状结构的原因。
图 2 H2-甲烷（3.7%）混合气体中测得等离子体发射光谱.
图 3 a) 纳米金刚石和 b) 多壁碳纳米管沉积过程，C2 基团光谱线发射强度的空间分布.
