真空科学与技术学报
真空科學與技術學報
진공과학여기술학보
JOURNAL OF VACUUM SCIENCE AND TECHNOLOGY
2005年
4期
263-267,274
,共6页
胡晓萍%董云杉%孔明%李戈扬%顾明元
鬍曉萍%董雲杉%孔明%李戈颺%顧明元
호효평%동운삼%공명%리과양%고명원
TiN/Si3N4纳米多层膜%Si3N4晶化%外延生长%超硬效应
TiN/Si3N4納米多層膜%Si3N4晶化%外延生長%超硬效應
TiN/Si3N4납미다층막%Si3N4정화%외연생장%초경효응
采用磁控溅射方法制备了一系列不同Si3N4和TiN层厚的TiN/Si3N4纳米多层膜,采用X射线衍射、高分辨电子显微分析和微力学探针表征了薄膜的微结构和力学性能,研究了Si3N4和TiN层厚对多层膜生长结构和力学性能的影响.结果表明:当Si3N4层厚小于0.7 nm时,原为非晶的Si3N4在TiN的模板作用下晶化并与之形成共格外延生长的柱状晶,使TiN/Si3N4多层膜产生硬度和弹性模量异常升高的超硬效应.最高硬度和弹性模量分别为34.0 GPa和353.5 GPa.当其厚度大于1.3 nm时,Si3N4呈现非晶态,阻断了TiN的外延生长,多层膜的力学性能明显降低.此外,TiN层厚的增加也会对TiN/Si3N4多层膜的生长结构和力学性能造成影响,随着TiN层厚的增加,多层膜的硬度和弹性模量缓慢下降.
採用磁控濺射方法製備瞭一繫列不同Si3N4和TiN層厚的TiN/Si3N4納米多層膜,採用X射線衍射、高分辨電子顯微分析和微力學探針錶徵瞭薄膜的微結構和力學性能,研究瞭Si3N4和TiN層厚對多層膜生長結構和力學性能的影響.結果錶明:噹Si3N4層厚小于0.7 nm時,原為非晶的Si3N4在TiN的模闆作用下晶化併與之形成共格外延生長的柱狀晶,使TiN/Si3N4多層膜產生硬度和彈性模量異常升高的超硬效應.最高硬度和彈性模量分彆為34.0 GPa和353.5 GPa.噹其厚度大于1.3 nm時,Si3N4呈現非晶態,阻斷瞭TiN的外延生長,多層膜的力學性能明顯降低.此外,TiN層厚的增加也會對TiN/Si3N4多層膜的生長結構和力學性能造成影響,隨著TiN層厚的增加,多層膜的硬度和彈性模量緩慢下降.
채용자공천사방법제비료일계렬불동Si3N4화TiN층후적TiN/Si3N4납미다층막,채용X사선연사、고분변전자현미분석화미역학탐침표정료박막적미결구화역학성능,연구료Si3N4화TiN층후대다층막생장결구화역학성능적영향.결과표명:당Si3N4층후소우0.7 nm시,원위비정적Si3N4재TiN적모판작용하정화병여지형성공격외연생장적주상정,사TiN/Si3N4다층막산생경도화탄성모량이상승고적초경효응.최고경도화탄성모량분별위34.0 GPa화353.5 GPa.당기후도대우1.3 nm시,Si3N4정현비정태,조단료TiN적외연생장,다층막적역학성능명현강저.차외,TiN층후적증가야회대TiN/Si3N4다층막적생장결구화역학성능조성영향,수착TiN층후적증가,다층막적경도화탄성모량완만하강.
