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材料研究学报  2005, Vol. 19 Issue (5): 479-484    
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SiO2层晶化对TiN/ SiO2纳米多层膜结构和性能的影响
魏仑;邵楠;梅芳华;李戈扬
上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室;上海200030
The effects of crystallization of SiO2 layers on the growth structure and mechanical properties of TiN/ SiO2 nanomultilayers
引用本文:

魏仑; 邵楠; 梅芳华; 李戈扬 . SiO2层晶化对TiN/ SiO2纳米多层膜结构和性能的影响[J]. 材料研究学报, 2005, 19(5): 479-484.

全文: PDF(916 KB)  
摘要: 采用多靶磁控溅射法制备了一系列具有不同SiO2调制层厚的TiN/SiO2纳米多层膜. 利用X射线衍射、X射线能量色散谱、扫描电子显微镜、高分辨电子显微镜和微力学探针表征和研究了多层膜的生长结构和力学性能. 结果表明, 具有适当厚度(0.45~0.9 nm)的SiO2调制层, 在溅射条件下通常为非晶态, 在TiN层的模板作用下晶化并与TiN层共格外延生长, 形成具有强烈(111)织构的超晶格柱状晶多层膜; 与此相应, 纳米多层膜产生了硬度和弹性模量异常增高的超硬效应(最高硬度达45 GPa). 随着SiO2层厚度的继续增加, SiO2层转变为非晶态, 阻断了多层膜的共格外延生长, 使纳米多层膜形成非晶SiO2层和纳米晶TiN层的多层结构, 多层膜的硬度和弹性模量逐渐下降.
关键词 无机非金属材料TiN/SiO2纳米多层膜外延    
Key words
收稿日期: 1900-01-01     
1 L.D.Madsen,L.Weaver,Examination of barrier layers for lead zirconate titanate thin films,J.Electron. Mater., 21(1),93(1992)
2 J.Collier,I.A.Cornejo,M.J.Haun,Ferroelectric thick-films for piezoelectric applications,Ferroelectrics, 154(1-4), 47(1994)
3 L.Simon,S.Le Dren,P.Gonnard,G.Pierre,Processing and characterization of PbTiO_3 thick films on alumina sub- strates,J.Electroceram,8(3),215(2002)
4 J.G.E.Gardeniers,A.Smith,C.Cobianu,Characterization of sol-gel PZT films on Ptocoated substrates,J.Mi- cromech.Microeng.,5(2),153(1995)
5 F.H.Huang,L.Che-Yu,Ripening of platinum particles on aluminium oxide,Scripta Metall.,7(12),1239(1973)
6 K.T.Miller,F.F.Lange,D.B.Marshall,The instability of polycrystalline thin films:Experiment and theory,J. Mater.Res.,5(1),151(1990)
7 J.B.Vechembre,G.R.Fox,Sintering of screen-printed plat- inum thick films for electrode applications,J.Mater.Res., 16(4),922(2001)
8 SONG Zhitang,REN Wei,WU Xiaoqing,ZHANG Liangying,YAO Xi,Effect of annealing temperatures on phases and microstructures of Pt and Pt/Ti bottom elec- trodes for ferroelectric thin films,Chinese Journal of Ma- terials Research,11(4),363(1997) (宋志棠,任巍,吴小清,张良莹,姚熹,热处理温度对铁电薄膜底电极Pt和Pt/Ti物相与形貌的影响,材料研究学报,11(4),363(19971)
9 W.W.Jung,S.K.Choi,S.Y.Kweon,S.J.Yeom,Platinum (100) hillock growth in Pt/Ti lectrode stack for SrBi_2Ta_2O_9 ferroelectric random access memory,J.Elec- troceram,13(1-3),55(2004)
10 K.Lucke,K.Detert,A quantitative theory of grain bound- ary motion and recrystallization in metals in the presence of impurities,Acta Metall.,5(11),628(1957)
11 R.E.Hoffman,D.Turnbull,Lattice and grain boundary self-diffusion in silver,J.Appl.Phys.,22(5),634(1951)
12 W.D.Kingery,H.K.Bowen,C.A.Goodwin,Phase bound- aries,phase separation and electrical properties of metal oxide crystalline solutions,Am.Ceram.Soc.Bull.,52(8), 632(1973)
13 M.McLean,E.D.Hondros,A study of grain-boundary grooving at the platinum/alumina interface,J.Mater. Sci.,6(1),19(1971)
14 W.E.Mustain,H.Kim,S.Prakash,J.Stark,T.Osborn, P.A.Kohl,Platinum-glass composite electrode for fuel cell applications,Electrochemical and Solid-State Letters, 10(12),210(2007)
15 Y.S.Yoon,S.H.Kim,S.-J.Lee,H.K.Kim,M.-J.Lee,Fabri- cation and frequency response of dual-element ultrasonic transducer using PZT-5A thick film,Sensor Actuat.A, 125(2),463(2006)
16 K.Yao,X.He,Y.Xu,M.Chen,Screen-printed piezoelec- tric ceramic thick films with sintering additives intro- duced through a liquid-phase approach,Sensor Actuat. A,118(2),342(2005)
[1] 宋莉芳, 闫佳豪, 张佃康, 薛程, 夏慧芸, 牛艳辉. 碱金属掺杂MIL125CO2 吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 649-654.
[2] 邵鸿媚, 崔勇, 徐文迪, 张伟, 申晓毅, 翟玉春. 空心球形AlOOH的无模板水热制备和吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(9): 675-684.
[3] 任富彦, 欧阳二明. g-C3N4 改性Bi2O3 对盐酸四环素的光催化降解[J]. 材料研究学报, 2023, 37(8): 633-640.
[4] 刘明珠, 樊娆, 张萧宇, 马泽元, 梁城洋, 曹颖, 耿仕通, 李玲. SnO2 作散射层的光阳极膜厚对量子点染料敏化太阳能电池光电性能的影响[J]. 材料研究学报, 2023, 37(7): 554-560.
[5] 李延伟, 罗康, 姚金环. Ni(OH)2 负极材料的十二烷基硫酸钠辅助制备及其储锂性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(6): 453-462.
[6] 余谟鑫, 张书海, 朱博文, 张晨, 王晓婷, 鲍佳敏, 邬翔. N掺杂生物炭的制备及其对Co2+ 的吸附性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(4): 291-300.
[7] 朱明星, 戴中华. SrSc0.5Nb0.5O3 改性BNT基无铅陶瓷的储能特性研究[J]. 材料研究学报, 2023, 37(3): 228-234.
[8] 刘志华, 岳远超, 丘一帆, 卜湘, 阳涛. g-C3N4/Ag/BiOBr复合材料的制备及其光催化还原硝酸盐氮[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 781-790.
[9] 周毅, 涂强, 米忠华. 制备方法对磷酸盐微晶玻璃结构和性能的影响[J]. 材料研究学报, 2023, 37(10): 739-746.
[10] 谢锋, 郭建峰, 王海涛, 常娜. ZnO/CdS/Ag复合光催化剂的制备及其催化和抗菌性能[J]. 材料研究学报, 2023, 37(1): 10-20.
[11] 余超, 邢广超, 吴郑敏, 董博, 丁军, 邸敬慧, 祝洪喜, 邓承继. 亚微米Al2O3 对重结晶碳化硅的作用机制[J]. 材料研究学报, 2022, 36(9): 679-686.
[12] 方向明, 任帅, 容萍, 刘烁, 高世勇. 自供能Ag/SnSe纳米管红外探测器的制备和性能研究[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 591-596.
[13] 李福禄, 韩春淼, 高嘉望, 蒋健, 许卉, 李冰. 氧化石墨烯的变温发光[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 597-601.
[14] 朱晓东, 夏杨雯, 喻强, 杨代雄, 何莉莉, 冯威. Cu掺杂金红石型TiO2 的制备及其光催化性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(8): 635-640.
[15] 熊庭辉, 蔡文汉, 苗雨, 陈晨龙. ZnO纳米棒阵列和薄膜的同步外延生长及其光电化学性能[J]. 材料研究学报, 2022, 36(7): 481-488.