Přejít k obsahu


Magnetron sputtered high-temperature Hf–B–Si–C–N films with controlled electrical conductivity and optical transparency

Citace:
ŠÍMOVÁ, V., VLČEK, J., ZUZJAKOVÁ, Š., ČERSTVÝ, R., HOUŠKA, J. Magnetron sputtered high-temperature Hf–B–Si–C–N films with controlled electrical conductivity and optical transparency. San Diego, USA, 2017.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Magnetron sputtered high-temperature Hf–B–Si–C–N films with controlled electrical conductivity and optical transparency
Rok vydání: 2017
Autoři: Ing. Veronika Šímová , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc. , Ing. Šárka Zuzjaková Ph.D. , Ing. Radomír Čerstvý , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D.
Abstrakt CZ: Hf–B–Si–C–N vrstvy byly deponovány pulzním magnetronovým naprašováním ze složeného terče B4C–Hf–Si (při pevném 15% podílu Hf a 20% podílu Si v erozní zóně) ve směsi Ar + N2 při podílu dusíku v rozmezí od 0 % do 50 %. Planární nevyvážený (127×254 mm2) magnetron byl napájen pulzním dc zdrojem s frekvencí 10 kHz, průměrným výkonem na terči 500 W a délkou pulzu 50 μs a 85 μs. Substráty byly na plovoucím potenciálu při teplotě 450 °C. Struktura vrstvy Hf–B–Si–C připravené v čistém Ar byla nanokompozitní, zatímco všechny vrstvy Hf–B–Si–C–N byly amorfní. Zvýšení podílu N2 v plynné směsi, které vedlo ke zvýšení obsahu N ve vrstvách, mělo za následek rychlý nárůst optické transparence a elektrické rezistivity vrstev. Všechny vrstvy vykazovaly tvrdost v rozmezí 17–21 GPa. Opticky netransparentní vrstva Hf7B23Si22C6N40 s 2 at.% Ar připravená při 15% podílu dusíku ve směsi a délce pulzu 50 μs vykazovala tvrdost 20 GPa a elektrickou rezistivitu 4 Ωm. Vysoce transparentní a elektricky nevodivá vrstva Hf7B23Si22C6N40 s 3 at.% Ar s tvrdostí 20 GPa byla připravena při 25% podílu dusíku ve směsi a délce pulzu 50 μs. Obě vrstvy vykazují velmi vysokou oxidační odolnost na vzduchu až do 1600 °C.
Abstrakt EN: Hf–B–Si–C–N films were deposited onto Si(100) and SiC substrates using pulsed magnetron co-sputtering of a single B4C–Hf–Si target (at a fixed 15% Hf fraction and a 20% Si fraction in the target erosion area) in Ar + N2 gas mixtures at the N2 fraction ranging from 0% to 50%. A planar unbalanced magnetron (127×254 mm2 target) was driven by a pulsed dc power supply operating at a repetition frequency of 10 kHz with an average target power of 500 W in a period and voltage pulse durations of 50 μs and 85 μs (duty cycles of 50% and 85%). The substrates were held at a floating potential and a temperature of 450 °C. The structure of the Hf–B–Si–C film prepared in pure argon was nanocomposite, while the Hf–B–Si–C–N films were amorphous. An increase in the N2 fraction in the gas mixture, resulting in an increasing N content in the films, led to a rapid rise in the optical transparency and the electrical resistivity of the films. All films exhibited a high hardness in the range of 17–21 GPa. The as-deposited, optically non-transparent Hf7B23Si22C6N40 film with 2 at. % of Ar possessing a hardness of 20 GPa and electrical resistivity of 4 Ωm, which was prepared with the 15% N2 fraction in the gas mixture at the voltage pulse duration of 50 μs, and the as-deposited, highly optically transparent and electrically insulating Hf6B21Si19C4N47 film with 3 at. % of Ar possessing a hardness of 20 GPa, which was prepared with the 25% N2 fraction in the gas mixture and at the same voltage pulse duration, exhibited a very high oxidation resistance in air even up to 1600 °C.
Klíčová slova

Zpět

Patička