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利用光学显微镜和原子力显微镜观察表面形貌

利用不同粗糙度在类鑽碳薄膜上做物性探讨和生物相容性两大部分研究，首先都使用30％氢化钾（KOH）溶液蚀刻硅晶片，控制其蚀刻时间为10、20和40 分钟，使硅晶片表面产生不同粗糙度值（Ra），利用光学显微镜、3D表面粗度仪和原子力显微镜观察表面形貌和粗糙度量测，再经由电浆辅助化学气相沉积（PECVD）方式镀类鑽碳薄膜（DLC），接着在物性探讨中使用拉曼光谱仪、电子能谱化学分析仪和水接触角试验测量类鑽薄碳膜化学键结和表面特性，并使用表面轮廓仪量、奈米压痕试验测量类鑽碳薄膜之机械性质。而在第二部份为生物相容性，将不同粗糙度的硅晶片，镀上一层类鑽碳薄膜后进行细胞的培养，培养的时间分为48和72小时，观察其附着的数量。
  实验结果显示，对于物性的探讨当粗糙度值越大，薄膜的ID/IG值、sp2/sp3比例也会渐渐增加，因此石墨sp2结构会变多，呈现石墨化现象，而对水接触角而言粗糙度越粗糙，呈现越疏水的现象，在内应力方面也是呈现越来越大的现象，在奈米压痕试验中粗糙度效应会影响薄膜模数和硬度，愈粗糙的表面愈石墨化，并且薄膜模数和硬度都有下降的趋势；对于生物相容性方面，粗糙度对于细胞有很大的影响，未蚀刻的硅基材镀上类鑽薄碳膜培养ECV304细胞，其细胞的附着的量是最多的，而培养72小时细胞的附着量又比培养48小时还多。从以上结果可了解不同的粗糙度确实会影响类鑽碳薄膜（DLC）的化学性质、水接触角角度、内应力及细胞的生物相容性。