工作氣壓和基底偏壓對ZrB_2/AlN納米多層膜結構和機械性能的影響

編號：NMJS01594

篇名：工作氣壓和基底偏壓對ZrB_2/AlN納米多層膜結構和機械性能的影響

作者：龔杰； 劉孟寅； 王海媛； 薛鳳英； 顏景岳； 張帥； 王暉； 李德軍；

關鍵詞：射頻磁控濺射； ZrB2/AlN納米多層薄膜； 工作氣壓； 基底偏壓； 硬度；

機構： 天津師范大學物理與電子信息學院；

摘要： 利用射頻磁控濺射技術在不同工作氣壓和不同基底偏壓條件下在Si(100)基底上設計合成了ZrB2/AlN納米多層膜。利用X射線衍射、掃描電子顯微鏡、納米力學測試系統(tǒng)和表面輪廓儀分析了工作氣壓和基底偏壓對薄膜的微結構和機械性能的影響。結果表明:大部分ZrB2/AlN多層膜的納米硬度與彈性模量值高于兩種個體材料的混合值。當工作氣壓為0.4Pa,基底偏壓為-60 V時,制備的薄膜具有最高的硬度(36.8 GPa)、最高的彈性模量(488.7 GPa)和最高的臨界載荷(43.6 mN)�；�底偏壓的升高和工作氣壓的降低會使沉積粒子的動能提高,引起薄膜表面原子遷移率提高,導致薄膜的原子密度提高,起到位錯釘扎的作用,晶粒尺度也被限制在納米尺度,這些均對提高薄膜的硬度和抗裂強度起到了作用。