Details

Title: Модифицирование структурно-фазового состояния и механических свойств пленок Ti - C[60] - Ti, имплантированных ионами бора // Физика и химия обработки материалов: научно-технический журнал. – 2022. – С. 5-13
Creators: Баран Л. В.
Imprint: 2022
Collection: Общая коллекция
Subjects: Физика; Движение заряженных частиц в электрических и магнитных полях; пленки титана; свойства пленок титана; структурно-фазовые состояния; механические свойства; имплантированные ионами бора; ионы бора; ионная имплантация; titanium films; properties of titanium films; structural-phase states; mechanical properties; implanted with boron ions; boron ions; ion implantation
UDC: 537.533/534
LBC: 22.338
Document type: Article, report
File type: Other
Language: Russian
DOI: 10.30791/0015-3214-2022-3-5-13
Rights: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Record key: RU\SPSTU\edoc\68751

Allowed Actions: View

Annotation

Исследованы изменения структуры, фазового состава и механических свойств пленок Ti - C[60] - Ti имплантированных ионами В{+} (Е = 80 кэВ, D = 1*1016 ион/см[2]), после отжига в вакууме при температуре 570 К (3 ч) методами атомно-силовой микроскопии, рентгенофазового анализа и наноиндентирования. Установлено, что в процессе конденсации слоя фуллерита на подстилающий слой титана, а затем слоя титана на слой фуллерита идет интенсивная диффузия титана в слой фуллерита. Имплантация ионами бора пленок титан - фуллерит - титан приводит к перемешиванию слоев титана и фуллерита, увеличению атомной доли кислорода в пленках, образованию новой фазы T[ix]O[y]C[60] и повышению нанотвердости перемешанных слоев. Термический отжиг имплантированных пленок Ti - C[60] - Ti в вакууме при 570 К (3 ч) приводит к рекристаллизации фуллеритовой фазы, интенсивному росту новой фазы Ti[x]O[y]C[60] с улучшенными механическими свойствами.

Changes in the structure, phase composition, and mechanical properties of Ti - C[60] - Ti films implanted with B{+} ions (E = 80 keV, D = 1 1016 ion/cm[2]) after annealing in vacuum at temperature 570 K (3 hours) were studied by the methods of atomic force microscopy, X-ray diffraction and nanoindentation. The films were obtained by resistive evaporation in vacuum. Layers of titanium and C[60] fullerite were sequentially deposited onto a substrate of oxidized single-crystal silicon. It has been established that during the condensation of the fullerite layer (h = 250 nm) on the underlying titanium layer (h = 120 nm), and then the titanium layer (h = 150 nm) on the fullerite layer, intense diffusion of titanium into the fullerite layer occurs. Implantation of titanium-fullerite-titanium films with boron ions leads to mixing of titanium and fullerite layers, while the size of structural elements increases in comparison with non-implanted films from 40 nm to 80 nm. Auger electron spectroscopy revealed that ion implantation results in an increase in the atomic fraction of oxygen in the films and the formation of a new Ti[x]O[y]C[60] phase, which leads to an increase in the nanohardness of the mixed layers. The implanted Ti - C[60] - Ti films were annealed in vacuum at T= 570 K for t = 3 h. Thermal annealing results in recrystallization of the fullerite phase and intensive growth of a new Ti[x]O[y]C[60] phase with improved mechanical properties.

Usage statistics

stat Access count: 17
Last 30 days: 1
Detailed usage statistics