Přejít k obsahu


Magnetron Sputtered High-temperature Hf–B–Si–X–C–N (X = Y, Ho, Mo) Films with Controlled Optical Transparency and Electrical Conductivity

Citace:
PROCHÁZKA, M., ŠÍMOVÁ, V., VLČEK, J., KOTRLOVÁ, M., ČERSTVÝ, R., HOUŠKA, J. Magnetron Sputtered High-temperature Hf–B–Si–X–C–N (X = Y, Ho, Mo) Films with Controlled Optical Transparency and Electrical Conductivity. San Diego, USA, 2018.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Magnetron Sputtered High-temperature Hf–B–Si–X–C–N (X = Y, Ho, Mo) Films with Controlled Optical Transparency and Electrical Conductivity
Rok vydání: 2018
Autoři: Ing. Michal Procházka , Ing. Veronika Šímová , Prof. RNDr. Jaroslav Vlček CSc. , Ing. Michaela Kotrlová , Ing. Radomír Čerstvý , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D.
Abstrakt CZ: Práce se zabývá vlivem přidání yttria, holmia nebo molybdenu do tvrdých a tepelně stabilních vrstev Hf–B–Si–C–N s cílem zvýšit jejich optickou transparenci a elektrickou vodivost. Kombinace dostatečně vysoké tvrdosti, vysoké tepelné odolnosti a optické transparence nebo elektrické vodivosti otevírá nové možnosti využití zahrnující například vysokoteplotní ochranu elektrických či optických prvků nebo senzorů v náročném prostředí. Vrstvy Hf–B–Si–X–C–N byly deponovány na Si(100), SiC a skleněné substráty pomocí pulzní magnetronové depozice z B4C–Hf–Si–X terče ve směsi Ar + N2 s podílem N2 15 % a 25 %. Planární nevyvážený (127 × 254 mm) magnetron byl napájen pulzním dc zdrojem s frekvencí 10 kHz a délkou pulzu 50 μs (střída 50 %). Celkový tlak byl 0,5 Pa a substráty byly na plovoucím potenciálu při teplotě 450 °C. Všechny vrstvy Hf–B–Si–X–C–N vykazovaly dostatečně vysokou tvrdost (blízko 20 GPa), nízké kompresní pnutí, vysokou elastickou vratnost a vysokou oxidační odolnost při teplotách nad 1000 °C. Přidání Y a Ho do vrstev připravených při 25 % N2 vedlo ke zvýšení optické transparence. Přidání Mo do vrstev připravených při 15 % N2 vedlo ke zvýšení elektrické vodivosti.
Abstrakt EN: This work focuses on the effect of yttrium, holmium and molybdenum addition into hard and thermally stable Hf–B–Si–C–N films in order to improve their optical transparency or electrical conductivity. The combination of the sufficiently high hardness, high thermal stability in air and optical transparency or electrical conductivity opens up a new scope of applications involving high-temperature protection of electronic and optical elements or capacitive pressure and tip clearance sensors for severe oxidation environments. Hf–B–Si–X–C–N films were deposited onto Si(100), SiC and glass substrates using pulsed magnetron co-sputtering of a single B4C-Hf Si-X target (at a fixed 15% Hf fraction and a varying Si + X fraction in the target erosion area) in Ar + N2 gas mixtures at the N2 fraction of 15% and 25%. A planar unbalanced magnetron (127 × 254 mm target) was driven by a pulsed dc power supply operating at a repetition frequency of 10 kHz with a fixed voltage pulse length of 50 μs (duty cycle of 50%). The total pressure was 0.5 Pa and the substrate temperature was adjusted to 450 °C during the deposition on the substrates at a floating potential. All Hf–B–Si–X–C–N films possessed a sufficiently high hardness (close to 20 GPa), low compressive stress, high elastic recovery and high oxidation resistance in air at elevated temperatures (above 1000 °C). Addition of Y and Ho into the Hf-B-Si-C-N films prepared at the 25% N2 fraction in the gas mixture resulted in enhancement of the optical transparency. Addition of Mo into the Hf-B-Si-C-N films prepared at the 15% N2 fraction in the gas mixture led to an increase in the electrical conductivity.
Klíčová slova

Zpět

Patička