Reaktivní magnetronové naprašování vrstev Ti-Ni-N

Abstract

Předmětem této práce bylo vytvoření tří tenkých vrstev Ti-Ni-N pomocí reaktivního magnetronového naprašování. Byl zkoumán vliv parciálního tlaku dusíku na strukturu, depoziční rychlost, lineární drsnost a mechanické vlastnosti připravených vrstev. Vrstvy byly připraveny v DC režimu za použití dvou titan-niklových terčů. Vzdálenost terčů od substrátů byla nastavena na dS-T = 60 mm, teplota na substrátu byla při všech depozicích Ts = 500 °C, proud na magnetronech byl nastaven na Id = 0,5 A a substráty byly na plovoucím potenciálu. Proměnným parametrem byl parciální tlak dusíku pN2 (postupně 0; 0,2 a 0,8 Pa). Bylo zjištěno, že depoziční rychlost aD s parciálním tlakem dusíku pN2 klesá od 60 na 15,3 nmmin-1. RTG difrakce prokázala u vrstvy 1 (pN2 = 0 Pa) přítomnost fáze hexagonálního alfa-Ti a méně výrazné reflexe fáze kubického Ti2Ni. U vrstvy 2 (pN2 = 0,2 Pa) se vedle hexagonální alfa-Ti fáze projevuje kubická Ti-N fáze, která byla detekována také u vrstvy 3 (pN2 = 0,8 Pa). Velikosti lineární drsnosti Ra se pohybují u vrstev 1 a 3 mezi 6 a 7 nm, což odpovídá kovovému (vrstva 1) a keramickému povrchu (vrstva 3), u vrstvy 2 je Ra = 31,6 nm. Relativně vysoké hodnoty mechanických vlastností byly naměřeny pro vrstvu 3: tvrdost H = 20,2 GPa, efektivní Youngův modul pružnosti E* = 247,1 GPa, elastická vratnost We = 58,1 %; vnitřní pnutí = -0,03 GPa.