Аналіз умов синтезу надтвердих плівок дибориду танталу у магнетронних розпилювальних системах

  • А. А. Гончаров Сумской государственный университет
  • А. Н. Юнда Сумской государственный университет
  • А. В. Зыков Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
  • В. И. Фареник Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины, Харьков
  • И. В. Шелест Сумской государственный университет
  • В. В. Буранич Сумской государственный университет
Ключові слова: магнетронні розпилювальні системи, плівки дибориду танталу, умови осадження, структура, потенціал зсуву

Анотація

У даній роботі проведено дослідження параметрів синтезу тонких плівок дибориду танталу, отриманих в системах ВЧ і ПТ-магнетронного розпилення. Зроблено порівняльний аналіз енергетичних умов синтезу цих плівок. Показано, що в залежності від методу, використовуваного для отримання плівки (ВЧ або ПТ), істотно змінюється кількість і енергія іонів та нейтральних частинок, які беруть участь в осадженні і формуванні плівки на поверхні підкладки, що призводить до формування покриттів в різних структурних станах від аморфноподібного до нанокристалічного з текстурою зростання перпендикулярною площині (00.1).

 

Завантаження

Дані завантаження ще не доступні.

Біографії авторів

А. А. Гончаров, Сумской государственный университет
с.н.с.
А. Н. Юнда, Сумской государственный университет
с.н.с.
А. В. Зыков, Харьковский национальный университет имени В.Н. Каразина
с.н.с.
В. И. Фареник, Научный физико-технологический центр МОН и НАН Украины, Харьков
с.н.с.
И. В. Шелест, Сумской государственный университет
с.н.с.
В. В. Буранич, Сумской государственный университет
с.н.с.

Посилання

Musil J., Baroch P., Vlček J., Nam K. H., Han J. G. Reactive magnetron sputtering of thin films: present status and trends // Thin Solid Films. — 2005. — Vol. 475, No. 1–2. — P. 208–218.

Mattox D. M. Particle bombardment effects on thin-film deposition: A review // J. Vac. Sci. Technol. A. — 1989. — Vol. 7, No. 3. — P. 1105–1114.

Musil J., Vlček J., Baroch P. Magnetron Discharges for Thin Films Plasma Processing. Chapter 3 in Materials Surface Processing by Directed Energy Techniques, Y. Pauleau (Ed.). — Oxford: Elsevier, 2006. — P. 67–106.

Mayrhoffer Р. Н., Mitterer С., Wen J. G., Greene J. E., Petrov J. Self-organized nanocolumnar structure in superhard TiB2 thin films // App. Phys. Lett. — 2005. — Vol. 86, No. 13. — P. 131909–131923.

Mayrhofer P. H., Mitterer C., Clemens H. Selforganized Nanostructures in Hard Ceramic Coa tings // Adv. Eng. Mater. — 2005. — Vol. 7, No. 12. — P. 1071–1082.

Maurhofer P. H., Mitterer C., Wen J. G., Petrov J., Greene J. E. Thermal induced selfhardening of nanocrystalline Ti-B-N films // J. App. Phys. — 2006. — Vol. 100, No. 4. — P. 044301–044308.

Mayrhofer P. H., Stoiber M. Thermal Stability of Superhard Ti-B-N Coatings // Surf. Coat. Technol. — 2007. — Vol. 201, No. 13. — P. 6148–6153.

Bazhin A. I., Goncharov A. A., Pogrebnyak A. D., Stupak V. A., Goncharova S. A., Superhardness Effect in Transition Metal Diborides Films // Phys. Met. Metallogr. — 2016. — Vol. 117, No. 6. — P. 594–601.

Goncharov A. A., Dub S. N., Agulov A. V., Petukhov V. V. Structure, Composition, and Mechanical Properties of Thin Films of Transition Metals Diborides // J. Superhard Mater. — 2015. — Vol. 37, No. 6. — P. 422– 428.

Yakovin S., Zykov A., Dudin S., Farenik V., Goncharov A., Shelest I., Kuznetsov V. Plasma Assisted Deposition of TaB2 Coatings by Magnetron Sputtering System // Probl. At. Sci. Tech. — 2017. — Vol. 107, No. 1. — P. 187– 190.

Goncharov A. A., Volkova G. K., Kono valov V. A., Petukhov V. V. Effect of the substrate on the orientation and structure of thin films obtained by radio-frequency magnetron sputtering of tantalum diboride target //Metallofiz. Noveishie Tekhnol. — 2006. — Vol. 28, No. 12. — P. 1621–1628.

Goncharov A. A., Konovalov V. A., Dub S. N., Stupak V. A., Petukhov V. V. Structure, Composition and Physicomechanical Characteristics of Tantalum Diboride Films // Phys. Met. Metallogr. — 2009. — Vol. 107, No. 3. — P. 285–290.

Kunc F., Musil J., Mayrhofer P. H., Mitterer C. Low-stress superhard Ti-B films prepared by magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. — 2003. — Vol. 174–175. — P. 744–453.

Musil. J. Flexible Hard Nanocomposite Coa tings // RSC Adv. — 2015. — Vol. 5, No. 74. —P. 60482–60495.

Goncharov A. A., Dub S. N., Agulov A. V. Structure, Composition, and Physicomechanical Characteristics of HfB2 and Hf-B-N Films // Phys. Met. Metallogr. — 2013. — Vol. 114, No. 1. — P. 95–101.

Goncharov A. A. Physical Processes of the Formation of Structure and Properties of Films of Transition Metal Diborides // Phys. Met. Metallogr. — 2011. — Vol. 111, No. 3. — P. 314–324.

Mayrhofer P. H., Mitterer C., Hultman L., Clements Н. Microstructural design of hard coatings // Prog. Mater. Sci. — 2006. — Vol. 51, No. 8. — P. 1032–1114.

Lofaj F., Moskalewicz T., Cempura G., Mikula M., Dusza J., Czyrska-Filemonowicz A. Nanohardnes and tribiological properties of ncTiB2 coatings // J. Eur. Ceram. Soc. — 2013. — Vol. 33, No. 12. — P. 2347–2353.

Sanchez C. M. T., Rebollo Plata B., Maia da Costa M. E. H., Freire Jr. F. L. Titanium diboride thin films produced by dc-magnetron sputtering: Structural and mechanical properties // Surf. Coat. Technol. — 2011. — Vol. 205, No. 12. — P. 3698–3702.

Mockute A., Palisaitis J., Alling B., Berastegui P., Broitman E., Näslund L. -Å., Nedfors N., Lu J., Jensen J., Hultman L., Patscheider J., Jansson U., Persson P. O. Å., Rosen J. Age hardening in (Ti1-xAlx)B2 + Δ thin films // Scripta Mater. — 2017. — Vol. 127. — P. 122–126.

Sricharoenchai P., Panich N., Visuttipitukul P., Wangyao P. Effect of Substrate Temperature, Biasing and Sputter Cleaning on the Structure and Properties of Nanostructured TiB2 Coatings on High Speed Steel // Mater. Trans. — 2010. — Vol. 51, No. 2. — P. 246–252.

Lieberman M. A., Lichtenberg A. J. Principles of Plasma Discharges and Materials Processing, 2-nd edition. — Hoboken:Wiley & Son Inc., 2005. — 757 p.

Musil J., Kadlec S. Reactive sputtering of TiN films at large substrate to target distances // Vacuum. — 1990. — Vol. 40, No. 5. — P. 435– 444.

Ellmer K. Magnetron sputtering of transparent con ductive zinc oxide: relation between the sput tering parameters and the electronic properties // J. Phys. D: Appl. Phys. — 2000. — Vol. 33. — P. 17–32.

Petrov I., Hultman L., Sundgren J-E., Greene J. E. Polycrystalline TiN films deposited by reactive bias magnetron sputtering: Effects of ion bombardment on resputtering rates, film composition, and microstructure // J. Vac. Sci. Technol. A. — 1992. — Vol. 10, No. 2. — P. 265–272.

Petrov I., Barna P. B., Hultman L., Greene J. E. Microstructural evolution during film growth // J. Vac. Sci. Technol. A. — 2003. — Vol. 21, No. 5. — P. 117–128.

Jouan P-Y., Lemperier G. Study of a rf planar magnetron sputtering discharge: Discharge characteristics and plasma diagnostics // Vacuum. — 1994. — Vol. 45, No. 1. — P. 89– 95.

Dudin S. V., Farenik V. I., Dahov A. N., Walkowicz J. Development of arc suppression technique for reactive magnetron sputtering // Phys. Surf. Eng. — 2005. — Vol. 3, No. 3–4. — P. 211–215.

Walkowicz J., Zykov A., Dudin S., Yakovin S., Brudnias R. ICP enhanced reactive magnetron sputtering system for syntesis of alumina coating // Tribologia. — 2006. — No. 6. —P. 163–174.

Zykov A. V., Yakovin S. D., Dudin S. V. Syn thesis of dielectric compounds by DC magnetron // Phys. Surf. Eng. — 2009. — Vol. 7, No. 3. — P. 195–203.

Musil. J. Low-pressure magnetron sputtering // Vacuum. — 1998. — Vol. 50, No. 3–4. —
P. 363–372.

Arnell R. D., Kelly P. J. Recent advances in magnetron sputtering // Surf. Coat. Technol. —1999. — Vol. 112, No. 1–3. — P. 170– 176.

Safi I. Recent aspects concerning DC reactive magnetron sputtering of thin films: A review // Surf. Coat. Technol. — 2000. — Vol. 127, No. 2–3. — P. 203–218.

Kelly P. J., Arnell R. D. Magnetron sputtering: a review of recent developments and applications // Vacuum. — 2000. — Vol. 56, No 3. — P. 159–172.

Zykov A. V., Yakovin S. D., Dudin S. V. Synthesis of dielectric compounds by DC magnetron // Phys. Surf. Eng. — 2009. — Vol. 7, No 3. — P. 195–203.

Maishev Yu. P. Ion sources and ion-beam equipment for deposition and etching of materials // Vacuum Tech. Technol. — 1992. — Vol. 2, No. 3–4. — P. 53–58.
Опубліковано
2017-11-14
Як цитувати
Гончаров, А., Юнда, А., Зыков, А., Фареник, В., Шелест, И., & Буранич, В. (2017). Аналіз умов синтезу надтвердих плівок дибориду танталу у магнетронних розпилювальних системах. Журнал фізики та інженерії поверхні, 2(2-3), 105- 114. Retrieved із https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/9573