Přejít k obsahu


Mechanical properties of WNx films and their thermal stability

Citace:
JAVDOŠŇÁK, D., MUSIL, J., SOUKUP, Z., ČERSTVÝ, R., HAVIAR, S., HOUŠKA, J. Mechanical properties of WNx films and their thermal stability. Garmisch-Partenkirchen, Německo, 2018.
Druh: PŘEDNÁŠKA, POSTER
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Mechanical properties of WNx films and their thermal stability
Rok vydání: 2018
Autoři: Ing. Daniel Javdošňák , Prof. Ing. Jindřich Musil DrSc. , Ing. Zbyněk Soukup Ph.D. , Ing. Radomír Čerstvý , RNDr. Stanislav Haviar Ph.D. , Doc. Ing. Jiří Houška Ph.D.
Abstrakt CZ: Poster pojednává o struktuře, mikrostruktuře, mechanických vlastnostech a oxidační odolnosti vrstev na bázi WNx, kde x = N/W je stechiometrie nitridových vrstev. Tenké vrstvy byly reaktivně naprašovány z wolframového terče o průměru 100 mm na substráty Si(100) ve směsi plynů Ar+N2 za použití nevyváženého magnetronu napájeného AC pulzním zdrojem. Vlastnosti naprášených WNx vrstev byly charakterizovány pomocí technik (i) RTG difrakce, (ii) řádkovacího elektronového mikroskopu, (iii) mikro-indentace a (iv) elipsometrie. Bylo zjištěno, že (1) WNx vrstvy jsou polykrystalické nanokompozity složené buď ze směsi nízkoteplotní α-W a vysokoteplotní β-W2N fáze, při 0 < x < 0,6 nebo vysokoteplotní β-W2N fáze a nízkoteplotní δ-WN fáze při 0,6 < x ≤ 1,5 a (2) vykazují vysokou tvrdost až H = 34 GPa, poměr H/E* až 0,13, elastickou vratnost We až 88 %, které se zvyšují se zvyšujícím se x (E* je efektivní Youngův modul pružnosti), (3) tepelným žíháním WNx vrstev na vzduchu při 500 °C po dobu 5,5 hodiny dochází k tvorbě oxidu WO3 na povrchu vrstvy s nízkými hodnotami H (4–5 GPa) a H/E* = 0,05.
Abstrakt EN: The poster reports on the structure, microstructure, mechanical properties, oxidation resistance and thermal stability of the WNx films; here x = N/W is the stoichiometry of nitride films. The films were reactively sputtered from a W target of diameter of 100 mm on Si(100) substrates in a mixture of Ar+N2 gases using an unbalanced magnetron powered by the AC pulsed power supply. The properties of sputtered WNx films were characterized by (i) X-ray diffraction (XRD), (ii) Scanning Electron Microscope (SEM), (iii) micro-indentation testing and (iv) ellipsometry. It was found that (1) the sputtered WNx films are polycrystalline nanocomposites composed of a mixture (i) low–T α-W and high–T β-W2N the phases at 0 < x < 0.6 and (ii) high–T β-W2N and low–T δ-WN phases at 0.6 < x ≤ 1.5 and (2) the as-deposited WNx films exhibit high values of the hardness H, ratio H/E*, elastic recovery We increasing with increasing x up to 34 GPa, 0.13 and 88%, respectively; here E* is effective Young’s modulus and (3) thermal annealing of WNx at temperature of 500 °C in air for 5.5 hours results in formation of WO3 scale on the film surface with low values of H (4 to 5 GPa) and ratio H/E* = 0.05.
Klíčová slova

Zpět

Patička