通过反应磁控溅射制备了一系列不同Si3N4层厚的TiN/Si3N4纳米多层膜,利用X射线衍射仪、高分辨透射电子显微镜、扫描电子显微镜和微力学探针表征了多层膜的微结构和硬度,研究了其硬度随Si3N4层厚微小改变而显著变化的原因.结果表明,在TiN调制层晶体结构的模板作用下,溅射态以非晶存在的Si3N4层在其厚度小于0.7 nm时被强制晶化为NaCl结构的赝晶体,多层膜形成共格外延生长的{111}择优取向超晶格柱状晶,并相应产生硬度显著升高的超硬效应,最高硬度达到38.5GPa.Si3N4随自身层厚进一步的微小增加便转变为非晶态,多层膜的共格生长结构因而受到破坏,其硬度也随之降低.
参考文献
| [1] | Helmersson U,Todorova S,Barnett S A,Sundgren J E,Markert L C,Greene J E.J Appl Phys,1987;62:481 |
| [2] | Sproul W D.Science,1996;273:889 |
| [3] | Veprek S,Reiprich S,Li S Z.Appl Phys Lett,1995;66:2640 |
| [4] | Veprek S,Niederhofer A,Moto K,Bolom T,Mannling H D,Nesladek P,Dollinger G,Bergmaier A.Surf Coat Technol,2000;133-134:152 |
| [5] | Chen Y H,Lee K W,Chiou W A,Chung Y W,Keer L M.Surf Coat Technol,2001;146-147:209 |
| [6] | S(o)derberg H,Odén M,Molina-Aldereguia J M,Hultman L.J Appl Phys.2005;97:114327 |
| [7] | Chen Y H,Guruz M,Chung Y W,Keer L M.Sur,Coat Technol,2002;154:162 |
| [8] | Veprek S,Maritza G J,Heijman V,Karvankova P,Prochazka J.Thin Solid Films.2005;476:1 |
| [9] | Kim C,Qadri S B,Scanlon M R,Cammarata R C.Thin Solid Films,1994;240:52 |
| [10] | Tian J W,Han Z H,Lai Q X,Yu X J,Li G Y,Gu M Y.Surf,Coat Technol,2004;176:267 |
| [11] | Deutsches Institut fur Normung.DIN 50359-1.Universal h(a)rtepr(u)fung,1997 |
| [12] | Oliver W C,Pharr G M.J Mater Res,1992;7:1564 |
| [13] | Wei L,Mei F H,Shao N,Li G Y,Li J G.Acta Phys Sin,2005;54:1742(魏仑,梅芳华,邵楠,李戈扬,李建国.物理学报,2005;54:1742) |
| [14] | Lao J J,Kong M,Zhang H J,Li G Y.Acta Phys Sin,2004;53:1961(劳技军,孔明,张惠娟,李戈扬.物理学报,2004;53:1961) |
| [15] | Wu D W,Fu D J,Mao X W,Ye M S,Peng Y G,Fan X J.Acta Phys Sin,1999;48:904(吴大维,付德君,毛先维,叶明生,彭友贵,范湘军.物理学报,1999;48:904) |
| [16] | Zhang Z Y,Lagally M G.Science,1997;276:377 |
| [17] | Koehler J S.Phys Rev,1970;2B:547 |
| [18] | Kato M,Mori T,Schwartz L H.Acta Metall,1980;28:285 |
| [19] | Anderson P M,Li C.Nanostruct Mater,1995;5:349 |
上一张
下一张
上一张
下一张
计量
- 下载量()
- 访问量()
文章评分
- 您的评分：
-
10%
-
20%
-
30%
-
40%
-
50%