Sök i LIBRIS databas



Sökning: onr:22093477 > Novel strategy for ...

Novel strategy for low-temperature, high-rate growth of dense, hard, and stress-free refractory ceramic thin films [Elektronisk resurs]

Greczynski, Grzegorz (författare)
Lu, Jun (författare)
Bolz, Stephan (författare)
Koelker, Werner (författare)
Schiffers, Christoph (författare)
Lemmer, Oliver (författare)
Petrov, Ivan (författare)
Greene, Joseph E (författare)
Hultman, Lars (författare)
Linköpings universitet Institutionen för fysik, kemi och biologi (utgivare)
Alternativt namn: Linköpings universitet. Institutionen för fysik och mätteknik (tidigare namn)
Alternativt namn: Linköpings universitet. Institutionen för fysik och mätteknik, biologi och kemi (tidigare namn)
Alternativt namn: IFM
Alternativt namn: Engelska : Department of Physics and Measurement Technology, Biology and Chemistry
Alternativt namn: Engelska : Department of Physics, Chemistry and Biology
Linköpings universitet Tekniska högskolan (utgivare)
Alternativt namn: Linköpings universitet. Tekniska fakulteten
Alternativt namn: Linköpings tekniska högskola
Alternativt namn: Tekniska högskolan vid Linköpings universtiet
Alternativt namn: LiTH
Alternativt namn: Linköping University. Institute of Technology
Se även: Universitet i Linköping Tekniska högskolan
Linköpings universitet Filosofiska fakulteten (utgivare)
Alternativt namn: Linköping University. Faculty of Arts and Sciences
Se även: Universitetet i Linköping. Filosofiska fakulteten
American Institute of Physics (AIP) 2014
Ingår i: Journal of Vacuum Science & Technology. A. Vacuum, Surfaces, and Films. - 0734-2101. ; 32:4, 041515
Läs hela texten
Läs hela texten
Läs hela texten
  • E-artikel/E-kapitel
Sammanfattning Ämnesord
  • Growth of fully dense refractory thin films by means of physical vapor deposition (PVD) requires elevated temperatures T-s to ensure sufficient adatom mobilities. Films grown with no external heating are underdense, as demonstrated by the open voids visible in cross-sectional transmission electron microscopy images and by x-ray reflectivity results; thus, the layers exhibit low nanoindentation hardness and elastic modulus values. Ion bombardment of the growing film surface is often used to enhance densification; however, the required ion energies typically extract a steep price in the form of residual rare-gas-ion-induced compressive stress. Here, the authors propose a PVD strategy for the growth of dense, hard, and stress-free refractory thin films at low temperatures; that is, with no external heating. The authors use TiN as a model ceramic materials system and employ hybrid high-power pulsed and dc magnetron co-sputtering (HIPIMS and DCMS) in Ar/N-2 mixtures to grow dilute Ti1-xTaxN alloys on Si(001) substrates. The Ta target driven by HIPIMS serves as a pulsed source of energetic Ta+/Ta2+ metal-ions, characterized by in-situ mass and energy spectroscopy, while the Ti target operates in DCMS mode (Ta-HIPIMS/Ti-DCMS) providing a continuous flux of metal atoms to sustain a high deposition rate. Substrate bias V-s is applied in synchronous with the Ta-ion portion of each HIPIMS pulse in order to provide film densification by heavy-ion irradiation (m(Ta) = 180.95 amu versus m(Ti) = 47.88 amu) while minimizing Ar+ bombardment and subsequent trapping in interstitial sites. Since Ta is a film constituent, primarily residing on cation sublattice sites, film stress remains low. Dense Ti0.92Ta0.08N alloy films, 1.8 mu m thick, grown with T-s less than= 120 degrees C (due to plasma heating) and synchronized bias, V-s = 160 V, exhibit nanoindentation hardness H = 25.9 GPa and elastic modulus E = 497 GPa compared to 13.8 and 318 GPa for underdense Ti-HIPIMS/Ti-DCMS TiN reference layers (T-s less than 120 degrees C) grown with the same V-s, and 7.8 and 248 GPa for DCMS TiN films grown with no applied bias (T-s less than 120 degrees C). Ti0.92Ta0.08N residual stress is low, sigma = -0.7 GPa, and essentially equal to that of Ti-HIPIMS/Ti-DCMS TiN films grown with the same substrate bias. 


Natural Sciences  (hsv)
Physical Sciences  (hsv)
Naturvetenskap  (hsv)
Fysik  (hsv)
Inställningar Hjälp

Beståndsinformation saknas

Fel i posten?
Teknik och format
Sök utifrån
LIBRIS söktjänster

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.

Copyright © LIBRIS - Nationella bibliotekssystem

pil uppåt Stäng

Kopiera och spara länken för att återkomma till aktuell vy