Випуски МФіНТ »  Том 47, випуск 7

Геліконно-дугова йонно-плазмова синтеза плівкових покриттів на основі AlN на підкладинках з криці 3 та алюмінію

Е. М. Руденко, М. В. Дякін, І. В. Короташ, Д. Ю. Полоцький, В. А. Дехтяренко

Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна

Отримано: 16.01.2025; остаточний варіант - 07.04.2025. Завантажити: PDF

За допомогою гібридного геліконно-дугового йонно-плазмового реактора було сформовано плівкові покриття на основі нітриду Алюмінію (AlN) на підкладинці із криці 3 й алюмінію. Встановлено, що, незалежно від використаної підкладинки, за 30 хвилин технологічного процесу було сформовано покриття товщиною у ≅ 2,0 мкм; збільшення часу процесу до 45 хвилин уможливило одержати покриття в два з половиною рази більше (≅ 5 мкм). З’ясовано, що обраний час технологічного процесу не дав змоги одержати покриття стехіометричного складу AlN на використаних у роботі підкладинках. Як правило, утворювалася сполука з надлишком металевої складової. Показано, що у тих випадках, коли у якості підкладинки використовується «м’який» пластичний матеріял (наприклад алюміній), формування покриття може бути тільки останньою технологічною операцією.

Ключові слова: плівкові покриття, мікроструктура, формульний склад, алюміній, нітрид Алюмінію.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v47/i07/0703.html

PACS: 52.50.Qt, 61.72.Ff, 65.80.-g, 68.37.Hk, 68.55.J-, 68.60.Dv, 81.15.Gh

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. V. A. Dekhtyarenko, T. V. Pryadko, О. І. Boshko, V. V. Kirilchuk, H. Yu. Mykhailova, and V. I. Bondarchuk, Progr. Phys. Met., 25, No. 2: 276 (2024).
  2. Q. Xu and J. Zhang, Sci. Rep., 7: 16927 (2017).
  3. T. V. Pryadko, V. A. Dekhtyarenko, and A. A. Shkola, Mater. Sci., 56: 75 (2020).
  4. T. V. Pryadko, V. A. Dekhtyarenko, V. I. Bondarchuk, M. A. Vasilyev, and S. M. Voloshko, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 42, No. 10: 1419 (2020).
  5. О. М. Ivasyshyn, D. H. Savvakin, V. А. Dekhtyarenko, and О. О. Stasyuk, Mater. Sci., 54: 266 (2018).
  6. D. I. Cherkez, A. V. Spitsyn, A. V. Golubeva, O. I. Obrezkov, S. S. Ananyev, N. P. Bobyr, and V. M. Chernov, Phys. Atom. Nuclei, 82: 1010 (2019).
  7. M. Wetegrove, M. J. Duarte, K. Taube, M. Rohloff, H. Gopalan, C. Scheu, G. Dehm, and A. Kruth, Hydrogen, 4, Nо. 2: 307 (2023).
  8. N.-E. Laadel, M. El. Mansori, N. Kang, S. Marlin, and Y. Boussant-Roux, Int. J. Hydrogen Energy, 47: 37707 (2022).
  9. R. G. Song, Surf. Coat. Technol., 168: 191 (2003).
  10. Y. Su, L. Wang, L. Luo, X. Jiang, and H. Fu, Int. J. Hydrogen Energy, 34: 8958 (2009).
  11. T. Nieminen, T. Koskinen, V. Kornienko, G. Ross, and M. Paulasto-Kröckel, ACS Appl. Electron. Mater., 6, No. 4: 2413 (2024).
  12. O. Ye. Pogorelov, O. V. Filatov, E. M. Rudenko, I. V. Korotash, and M. V. Dyakin, Progr. Phys. Met., 24, No. 2: 239 (2023).
  13. E. Rudenko, Z. Tsybrii, F. Sizov, I. Korotash, D. Polotskiy, M. Skoryk, M. Vuichyk, and K. Svezhentsova, J. Appl. Phys., 121, Nо. 13: 135304 (2017).
  14. R. Rachbauer, J. J. Gengler, A. A. Voevodin, K. Resch, and P. H. Mayrhofer, Acta Mater., 60: 2091 (2012).
  15. J. T. Gaskins, P. E. Hopkins, D. R. Merrill, S. R. Bauers, E. Hadland, D. C. Johnson, D. Koh, J. H. Yum, S. Banerjee, B. J. Nordell, M. M. Paquette, A. N. Caruso, W. A. Lanford, P. Henry, L. Ross, H. Li, L. Li, M. French, A. M. Rudolph, and S. W. King, ECS J. Solid State Sci. Technol., 6: 189 (2017).
  16. A. W. Weimer, G. A. Cochran, G. A. Eisman, J. P. Henley, B. D. Hook, L. K. Mills, T. A. Guiton, A. K. Knudsen, N. R. Nicholas, J. E. Volmering, and W. G. Moore, J. Am. Ceram. Soc., 77: 3 (1994).
  17. V. M. Uvarov, E. M. Rudenko, Yu. V. Kudryavtsev, M. V. Uvarov, I. V. Korotash, and M. V. Dyakin, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 46, No. 3: 199 (2024).
  18. A. Jacquot, B. Lenoir, A. Dauscher, P. Verardi, F. Craciun, M. Stölzer, M. Gartner, and M. Dinescu, Appl. Surf. Sci., 186: 507 (2002).
  19. E. M. Rudenko, A. O. Krakovnyy, M. V. Dyakin, I. V. Korotash, D. Yu. Polots’kyy, and M. A. Skoryk, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 44, No. 8: 989 (2022) (in Ukrainian).
  20. R. L. Xu, M. M. Rojo, S. M. Islam, A. Sood, B. Vareskic, A. Katre, N. Mingo, K. E. Goodson, H. G. Xing, D. Jena, and E. Pop, J. Appl. Phys., 126: 185105 (2019).
  21. C. Perez, A. J. McLeod, M. E. Chen, Su-In Yi, S. Vaziri, R. Hood, S. T. Ueda, X. Bao, M. Asheghi, W. Park, A. A. Talin, S. Kumar, E. Pop, A. C. Kummel, and K. E. Goodson, ACS Nano, 17, No.21: 21240 (2023).
  22. F. Sizov, Z. Tsybrii, E. Rudenko, I. Korotash, M. Vuichyk, K. Svezhentsova, and D. Polotskiy, Vacuum, 225: 113248 (2024).
  23. G. R. Kline and K. M. Lakin, Appl. Phys. Lett., 43: 750 (1983).
  24. I. Kogut, C. Hartmann, I. Gamov, Y. Suhak, M. Schulz, S. Schröder, J. Wollweber, A. Dittmar, K. Irmscher, T. Straubinger, M. Bickermann, and H. Fritze, Solid State Ionics, 343: 115072 (2019).
  25. A. L. Hickman, R. Chaudhuri, S. J. Bader, K. Nomoto, L. Li, J. C. M. Hwang, H. G. Xing, and D. Jena, Semicond. Sci. Technol., 36: 044001 (2021).
  26. D. Oryshych, V. Dekhtyarenko, T. Pryadko, V. Bondarchuk, and D. Polotskiy, Machines Technologies Materials, 13, No.12: 561 (2019).
  27. Z. Tsybrii, F. Sizov, M. Vuichyk, I. Korotash, and E. Rudenko, Infrared Phys. Technol., 107: 103323 (2020).
  28. A. Shpak, E. Rudenko, I. Korotash, V. Semenyuk, V. Odinokov, G. Pavlov, and V. Sologub, Nanoindustriya [Nanoindustry], 4: 12 (2009) (in Russian).
  29. V. F. Semenyuk, V. F. Virko, I. V. Korotash, L. S. Osipov, D. Yu. Polotsky, E. M. Rudenko, V. M. Slobodyan, and K. P. Shamrai, Problems Atomic Science and Technology, 4: 179 (2013).
  30. V. F. Semenyuk, E. M. Rudenko, I. V. Korotash, L. S. Osipov, D. Yu. Polotskiy, K. P. Shamray, V. V. Odinokov, G. Ya. Pavlov, V. A. Sologub, Metallofiz. Noveishie Tekhnol., 33, No. 2: 223 (2013) (in Russian).
  31. E. M. Rudenko, V. Ye. Panarin, P. O. Kyrychok, M. Ye. Svavilnyi, I. V. Korotash, O. O. Palyukh, D. Yu. Polotskyi, and R. L. Trishchuk, Progr. Phys. Met., 20, No. 3: 485 (2019).
  32. G. E. Totten and D. S. Mackenzie, Handbook of Aluminum: Physical Metallurgy and Processes (CRC Press: 2003).
  33. T. Mattila and R. M. Nieminen, Phys. Rev. B, 54, No.23: 16676 (1996).
  34. O. Elmazria, M. B. Assouar, P. Renard, and P. Alnot, Phys. Status Solidi A, 196, No.2: 416 (2003).
  35. A. Y. Polyakov, N. B. Smirnov, A. V. Govorkov, T. G. Yugova, K. D. Scherbatchev, O. A. Avdeev, T. Yu. Chemekova, E. N. Mokhov, S. S. Nagalyuk, H. Helava, and Yu. N. Makarov, Physica B, 404: 4939 (2009).
  36. H.-K. Lee, H. M. Lee, and D. K. Kim, J. Am. Ceram. Soc., 97, No. 3: 805 (2014).

Ліцензія Creative Commons
Цю статтю ліцензовано на умовах Ліцензії Creative Commons із зазначенням авторства — без похідних 4.0 Міжнародна
© 1979 «Інститут металофізики ім. Г. В. Курдюмова НАН України»