由于高气压下辉光放电产生的等离子体具有较高的电子密度和气体温度，气体分子的离解效率比较高，在放电中可以获得大量的活性粒子，因而这种放电在等离子体工艺中，特别是在快速沉积大面积功能薄膜方面具有独特的优势和巨大的潜力。但是，高气压下大面积稳定的直流辉光放电，无论是在技术上还是在基本过程的理解方面都还远未成熟或清楚。 我们建立了一套脉冲直流等离子体产生装置，对放电技术和放电特性进行了研究。首先，在放电技术方面，通过对阴极合理的设计和配置，在较高气压下获得了大面积、高功率的可以长时间稳定的辉光放电，放电产生的圆柱形辉光直径达到10cm。 研究表明，阴极材料的性质、阴极的工作温度、阴极的表面状态和结构、阴阳极尺寸、位置配置及脉冲电源的占空比等对直流辉光放电的稳定性都有着重要影响。具有高熔点、低蒸发率、低逸出功、良好的高温机械性能以及稳定的化学性质的阴极是辉光放电得以稳定和维持的前提条件。合适的温度有利于保持放电的稳定，温度过高会使阴极表面电子发射不均匀，辉光放电易向弧光放电转变；温度过低可能导致在高气压下阴极电子发射不足，容易使放电熄灭。保持阴极表面平整、光滑、结构成分均匀一致对于获得稳定的直流辉光放电十分重要。阴阳极不对称配置关系，脉冲电源的采用等对弧放电都有一定的抑制作用，有利于放电的稳定。 我们的脉冲直流等离子体装置中产生的辉光放电，由于工作气压较高，电流较大，使得阴极区变薄，另一方面，较大的阴极区位降使得阴极区有较高的电场强度，因而阴极区的汤生第一电离系数α也较大，这对于较高气压下较大放电电流的维持具有重要意义。研究也表明，阴极区的性质是影响放电参数的主要因素。 通过对辉光放电阴极区、正柱区和阳极区这三个主要区域的一些计算，并结合实验结果，分析研究了一些放电参数之间的关系。在相同的电流下，随着放电气压的升高，主要由于占总放电电压主体的阴极位降随之下降，导致了总放电电压的下降。而在一定的气压下，放电电流的上升，由于使阴极位降和阳极位降上升，从而使总的放电电压增大。我们还研究了阴极和阳极间距离的变化对放电的影响。改变直流辉光放电阴极和阳极的间距，实际上是改变了正柱区的长度。在气体压强和放电电流都不变的情况下，正柱区中的纵向电场强度是不变的，因此正柱区长度的变化会导致正柱区电位降的变化，从而导致总放电电压的变化。 我们还对脉冲直流放电的发射光谱进行了测量，通过分析Hβ和Hγ的光谱相对强度的变化，研究了气体压强和电压脉冲占空比对电子温度的影响。研究表明，在一定的放电功率和占空比下，电子温度随着气压的升高而降低。这主要是由于随着气压的升高，带电粒子由于双极扩散而损失的量减少，为保持平衡，只要求有较低的电子温度就可以了。而在一定的放电功率和气压下，电子温度随着占空比的降低而增大。这是因为，平均功率相同时，占空比越低，单个脉冲功率就越大，能量能在短时间内集中释放，有利于气体分子的分解和电离，因而脉冲放电产生等离子体的能效高于直流放电。 另外，本论文还对通过C60与硅衬底间的界面反应来获得碳化硅(SiC)进了探索。目前，通过C60与Si基底间的热反应来生成碳化硅(SiC)都是在超高真空中进行的，沉积室的压力一般不高于10-7pa，对反应室的真空度要求比较高。我们在热丝等离子体辅助化学气相沉积系统中，在气压为3.6kPa的等离子体环境中，通过C60与硅衬底间的界面反应获得了碳化硅(SiC)晶体。等离子体中的氢原子被认为促进了碳化硅的形成。进一步研究了甲烷(CH4)的加入对薄膜形成的影响。研究表明，初始阶段CH4与H2的同步引入，会在基底表面形成一个富碳的环境，抑制初始碳化硅界面的形成，从而不利于碳化硅膜的进一步生长。