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雙靶射頻磁控濺鍍氮化鈦鋯奈米複合膜結構與機械性質之研究
Microstructure and properties of nanocomposite (Ti,Zr)N films deposited by dual-targets radio frequency magnetron sputtering
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摘要
本論文主要是探討氮化鈦鋯(Ti,Zr)N經由微結構的變化進而引響薄膜性質之研究。氮化鈦鋯薄膜使用雙靶射頻磁控濺鍍技術，並依據之前氮化鈦及氮化鋯薄膜研究所得之最佳參數法製鍍。經由調變靶材功率、基板偏壓、氮氣流量等實驗參數的所產生不同結構變化，進而影響到(Ti,Zr)N薄膜電阻率、硬度等性質。在所形成的薄膜中，有兩種狀況需要考慮，分別是單相的(Ti,Zr)N薄膜與 (Ti,Zr)N薄膜中有包含TiZr結晶相的情況。X光繞射圖形顯示(Ti,Zr)N之(111)繞射峰會出現在TiN (111)及Zr N (111)繞射峰之間，(Ti,Zr)N之(200)繞射峰會出現在TiN (200)及ZrN (200)繞射峰之間。經由X光繞射圖形所計算出來的晶粒大小都小於20 nm，掃描式電子顯微鏡與原子力顯微鏡分析結果也都顯示出相同的晶粒大小。所有試片的薄膜厚度隨著靶材功率增加、降低基板偏壓與降低氮氣流量降低而增加。薄膜電阻率與堆積因子成反比；硬度與晶粒大小成反比，且當(Ti,Zr)N薄膜優選方向為(111)取向時有35.5 GPa ~ 37.5 GPa的高硬度。利用動態極化掃描從-800 V掃到 800 V的實驗結果顯示添加Zr可以有效提昇TiN的腐蝕抗性。
參考文獻
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延伸閱讀
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