Diamond-like carbon film은 이온광(ion beam) deposition과 탄화수소(Hydrocarbon) 가스 deposition으로 형태가 이루어진다. 최상급의 다결정의(polycrystalline) epitaxial(어떤 결정이 다른 결정의 표면에서 특정한 방위를 가짐) film은 이온 광 또는 sputter deposition을 통해 생산된다. 하지만 이러한 기술들은 고온 상태에서 특별한 장치가 있어야만 만들 수 있다. 일반적인 DLC film 제품은, 만족할 만한 질의 DLC film을 얻기 위해서는 더 안정한 상태에서 제작되어야 하기에 amorphous(비결정) film plasma deposition을 한다. 이 amorphous film은 원자 구조와 매우 불규칙하게 배열되어 있으며, film의 속성은 deposition 상태에 따라 달라진다. 안정한 상태 아래에서의 plasma deposition은 낮은 밀도의 폴리머 film과 결합된 질이 좋지 않은 carbon film으로 될 수 있기에, 좋은 속성의 film을 만들기 위해서는 deposition을 최적화하는 것이 필수적이다. 더 강한 상태에서, film은 더 단단하고 딱딱하게 조밀하게 된다. 따라서 그것들은 더 좋은 보호층을 만들게 된다.

Carbon의 독특한 성질은 두 개의 동소체(allotropic) 형태로 배위결합 할 수 있는 능력이 있다는 것이다. 처음 것은 각 carbon이 결정형을 통하여 4개의 다른 carbon 원자와 결합하는 곳에서의 sp³, 또는 tetrahedral diamond 형태이다. Figure 1에서처럼 Diamond는 1332cm^-1에서 아주 강하고 날카로운 3배 감소된 phonon(음향양자) Raman 밴드를 만들어 낸다.

두 번째 carbon 형태는 sp², 또는 각 carbon이 3개의 인접한 carbon 원자들과 같은 면에서 120도로 결합된 graphite trigonal(삼방정계 흑연)의 형태로 graphitic hexagonal(흑연의 6방정계) 구조를 만들어 낸다. 잘 정렬된 단일 결정화 sp² graphite는 1580cm^-1 에서 하나의 날카로운 2배 감소된 일반적으로 G band라고 불리는 E2g Raman 활성 밴드를 만들어 낸다. 그러나 대부분의 순수한 graphite는 자연적으로 결정화가 일어나고 있는 상태로 존재한다. 보통의 deposition 아래에서, 이 순수한 상(phase)은 보기 드물며 amorphous 상이 더 많이 관찰된다. Film은 더 amorphous해 짐에 따라 1580cm^-1 밴드는 조금씩 이동하여(shift) 크게 넓어진다. (broaden)

Amorphous graphite의 결정화 구조내의 뒤틀림(distortion)은 작은 sp³ carbon이 더하여 지는 것과 관련이 있다. 이 부정렬(disorder)은 1360cm^-1 에서 일반적으로 D band라고 불리는 두 번째 Raman 활성 밴드 (A_1g mode)를 만들어 낸다. Figure 2에 G와 D Raman 밴드가 명확하게 보이는 amorphous film의 스펙트럼이 나와 있다.

Deposition 상태는 원자 구조상에 아주 강한 영향을 미치며 DLC film의 물리적 특징에도 영향을 준다. 아래 자료에서는, plasma 상태가 film 수의 deposition에 의해 달라지는 것과 측정된 Raman 스펙트럼에 대하여 살펴볼 것이다. 언급되었던 것처럼, Raman 스스로는 film의 특성을 완전히 설명하지는 못한다. 그러나 많은 correlation 연구는 Raman 스펙트럼과 DLC film 특성 사이의 관계를 나타내고 있다.
D와 G 밴드의 상대적 세기(relative intensity)와 G 밴드의 위치는 film의 단단함과 관련된 sp³의 함유를 알려주는 역할을 할 수 있다. 따라서 이 Raman 측정은 sp³의 함유를 최대화하여 최적화된 deposition 상태의 확인에 유용하게 사용되고 이러한 과정은 강한 film을 만드는 것을 가능하게 한다.

여러 종류의 film은 plasma 전류(current)나 가스 부분압력을 다르게 가하는 방법으로 여러 plasma 상태에서 생성된다. 전류 또는 부분압력을 변화시킴으로써 sp³ carbon을 포함하는 단단한 film을 만들어 낼 수 있다. Table 1에 실험에 사용된 여러 deposition 상태에 대하여 나와 있다. (연구의 소유권에 관련되어 정확한 값은 표시되지 않았다)
Table 1에 ‘low'와 ’high'로 표기된 값은 각 항목에서 같으며 그 의미는 시료 A와 B는 plasma 전류(current)는 같지만 부분압력은 다른 조건에서 deposite된 것을 뜻한다.

Raman 스펙트럼은 광원으로 633nm He-Ne laser를 사용하여 측정되었다. 일반적으로 sp² 전자배열의 π →π* 전이에 상응하는 에너지를 내도록 visible laser가 dispersive Raman 에 사용된다. 때론 이것은 resonant enhancement(공명 확장)의 원인이 되기도 한다.
Enhancement는 Raman scatter(라만 산란)의 세기를 증가시키지만 resonant enhancement의 차이에 따른 각각의 다른 피크의 세기의 절대 값에 영향을 주기도 한다. 따라서 이것은 절대 세기를 관찰하는 것 대신에 Raman 밴드의 비율을 비교하는 것에 유용하게 이용된다.

Figure 3에는 다양한 deposition 상태의 5가지 시료의Raman 스펙트럼이 나와 있다. 이들 스펙트럼은 D와 G 밴드가 있음을 명확히 보여주며, 여기에 스펙트럼 세기의 전체적인 차이만큼 밴드의 상대적인 양도 차이가 있음을 명백히 보여준다. 커진 총 세기는 film 두께의 생성에 영향을 준다.

이 data 측정에는 Nicolet^TM Almega^TM 또는 Nicolet Almega XR 기기가 film의 두께를 측정하는데 사용되었다. Dispersive Raman Microscopy를 이용하여 graphite film을 샘플링 할 수 있는 최대 두께는 약 50 micron이며 이번 실험에서 film의 두께는 30~50 micron이다.

sp³ 함유를 나타내는 D, G 밴드와 film의 단단함을 피크 세기 비율로 관련시키는 것이 가능하다. D와 G밴드의 피크 세기 비율은 Gaussian 피크에 두 밴드를 대응시켜 curve fitting으로 계산되었다. 전형적인 결합이 Figure 4에 나와 있으며 fit curve의 면적 비율로 실험적으로 정해진 비율에 대한 data를 얻을 수 있다.

Table 2는 Figure 3에 있는 스펙트럼의 I_D/I_G에 대한 실험적으로 정해진 비율을 보여준다. I_D/I_G 비율은 current와 압력에 영향을 받으며, 정도에 따라 차이는 있지만, film의 질은 달라진다. Table 1과 Table 2의 값을 정리해 보면, 분석되는 제한된 data 내에는 일정한 경향성이 있는 것을 볼 수 있다.

Plasma current 상수를 'Low' 값으로 일정하게 놓고 시료 A, B, C의 부분 압력을 다르게 한 첫 번째 film 실험의 결과에서, 높은 부분 압력에서 I_D/I_G가 증가하는 것을 명백히 볼 수 있다. 'low' 에 높은 압력을 주었을 때 얻은 비율 값의 차이는 0.76이다. Current를 ‘High' 로 설정하고 두 시료 D와 E를 비교하면, 비록 I_D/I_G 비율 값이 전체적으로 크지만, 같은 경향성을 가짐을 볼 수 있다. 이 data는 압력과 current 모두 증가할 때 I_D/I_G도 증가하는 것을 보여준다. 게다가 압력을 ’Low' 값으로 일정하게 설정하고 시료 A와 E를 비교했을 때도, 증가된 current는 I_D/I_G의 증가의 원인이 되는 것도 확인된다. 하지만 높은 current와 낮은 current사이의 비율 값의 차이는 단 0.20이다.
실험적 결과는 plasma current가 film의 원자적 성질에 작은 영향을 주는 것을 보여준다. Data는 더 높은 plasma current는 더 단단한 film을 얻게 한다는 것을 보여주며, 이번 실험의 결과는 더 강한 plasma 상태(condition)는 더 단단한 DLC film의 부정렬(disorder) 구성을 만든다는 이론을 뒷받침한다.