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退火对溅射 CrN 薄膜涂层的微观结构、光学、机械性能的影响:实验研究和有限元建模
Journal of Alloys and Compounds ( IF 5.8 ) Pub Date : 2018-06-01 , DOI: 10.1016/j.jallcom.2018.04.012
Khalil Ibrahim , M. Mahbubur Rahman , Xiaoli Zhao , Jean-Pierre Veder , Zhi-feng Zhou , Ehsan Mohammadpour , Ridha Hameed Majeed , Aleksandar N. Nikoloski , Zhong-Tao Jiang

摘要 通过磁控溅射在 Si(100) 衬底上沉积氮化铬 (CrN) 涂层。然后将涂层在空气中在不同温度(500-800°C,每步 100°C)下退火 1 小时。进行了 X 射线衍射 (XRD)、场发射扫描电子显微镜 (FESEM)、X 射线光电子能谱 (XPS)、紫外-可见光谱、纳米压痕测试和有限元建模 (FEM) 以研究它们的结构、形态,光学和机械性能。XRD 谱图表明,CrN 相的结晶度随着退火温度的升高以及其沿(111)和(200)衍射面的择优取向而增加。在 800 °C 时,晶格常数从 4.19 略微降低到 4.11 nm。随着退火温度升高,缺陷、位错和空位减少,晶格微应变和残余应力也降低。FESEM 显微照片证实了晶粒尺寸介于 50 和 250 nm 之间的光滑颗粒状表面。XPS 研究表明涂层系统上存在 Cr 和 N。光学研究表明,随着退火温度升高到 700 °C,CrN 涂层的太阳能吸收率从 61% 增加到 89%,在 800 °C 时略有下降,而光学带隙能量从 2.62 下降到1.38 eV,在 800 °C 时略微增加到 1.48 eV。随着随后的退火进程,实现了 CrN 薄膜介电常数的逐渐增加。纳米压痕结果表明,随着退火的进行,



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更新日期:2018-06-01
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