调制结构对TiN/ZrN纳米多层膜的表面形貌、生长行为及力学性能的影响  

Influence of Modulation Period on Microstructures and Mechanical Properties of TiN/ZrN Multilayers

作　　者：徐晓明[1] 辛萍[1] 王娟[1] 赵阳[1] 张庆瑜[1] 

机构地区：[1]大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024 大连理工大学三束材料改性国家重点实验室,大连,116024

出　　处：《真空科学与技术学报》2006年第z1期23-27,31,共6页Chinese Journal of Vacuum Science and Technology

基　　金：国家自然科学基金委员会-中国工程物理研究院联合基金资助项目(No.10476003)

摘　　要：利用射频反应磁控溅射方法,设计并制备了一系列不同调制周期的TiN/ZrN纳米多层膜.利用原子力显微镜、X射线衍射仪和纳米压痕仪对多层膜的表面形貌、微观结构和力学性能进行了系统表征.研究结果表明:调制结构影响着薄膜的择优生长取向、沉积速率和表面形貌;在调制周期为7nm～26nm的范围内,随调制周期的增加,TiN/ZrN多层膜的织构取向有从(100)面向(111)面转变的趋势;TiN和ZrN层的沉积速率随调制周期的变化而变化.在调制周期为15nm左右时,表面粗糙度最小,减小和增加调制周期均导致粗糙度的增加.力学性能分析表明:TiN/ZrN多层膜的硬度和弹性模量均高于单一TiN和ZrN的硬度和弹性模量,且随着调制周期的减小有逐渐增加的趋势.此外,根据调制结构和力学性能的分析结果,讨论了TiN/ZrN纳米多层膜的硬化机制.

关 键 词：TiN/ZrN多层膜 表面形貌 生长行为 力学性能 

分 类 号：O484.5[理学—固体物理]