Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
4 results
Search Results
Item The Influence of Layer Thickness and Deposition Conditions on Structural State of NbN/Cu Multilayer Coatings(Sumy State University, 2019) Sobol, O.V.; Andreev, A.A.; Meylekhov, A.A.; Postelnyk, А.А.; Stolbovoy, V.A.; Ryshchenko, I.M.; Sagaidashnikov, Yu.Ye.; Kraievska, Zh.V.The influence of the main physical and technological factors of structural engineering (layer thickness, nitrogen atmosphere pressure and bias potential) on the structural-phase state of the NbN/Cu coatings was studied. It was established that with an increase in the thickness of niobium nitride layers from 8 to 40 nm (in the NbN/Cu multilayer composition), the phase composition changes from the metastable NbN (cubic crystal lattice, NaCl structural type) to the equilibrium ε-NbN phase with a hexagonal crystal lattice. At low pressure PN = 7·10 – 4 Torr in thin layers (about 8 nm thick), regardless of the Ub, the-NbN phase is formed. The reason for the stabilization of this phase can be the uniformity of the metallic fcc crystal lattice of the δ-NbN phase with the Cu crystal lattice. As the pressure increases from РN = 7·10 – 4 Torr to 3·10 – 3 Torr, a more equilibrium ε-NbN phase with a hexagonal crystal lattice is formed. An increase in the bias potential during deposition from – 50 V to – 200 V mainly affects the change in the preferred orientation of crystallite growth. In thin layers of the -NbN phase (about 8 nm), a crystallite texture with the [100] axis is formed. In layers with a thickness of 40-120 nm, crystallites of the -NbN phase are predominantly formed with a hexagonal (004) plane parallel to the growth plane. At the greatest layer thickness (more than 250 nm), the NbN phase crystallites are predominantly formed with a (110) hexagonal lattice plane parallel to the growth plane. The results obtained show great potential for structural engineering in niobium nitride when it is used as a constituent layer of the NbN/Cu multilayer periodic system.Item The Use of Negative Bias Potential for Structural Engineering of Vacuum-Arc Nitride Coatings Based on FeCoNiCuAlCrV High-Entropy Alloy(Sumy State University, 2018) Sobol, O.V.; Andreev, A.A.; Gorban, V.F.; Meylekhov, A.A.; Postelnyk, А.А.; Stolbovoy, V.A.; Zvyagolskiy, A.V.Досліджено вплив негативного потенціалу зміщення (Ub = – 40, – 110 і – 200 В) при осадженні багатоелементних покриттів на їх склад, структуру і механічні властивості. Показано, що при використанні високоентропійного багатоелементного (з 7 елементів) FeCoNiCuAlCrV сплаву можна отримати однофазний нітрид (FeCoNiCuAlCrV)N. Нітрид має ГЦК кристалічну решітку (структурний тип NaCl). Встановлено, що при збільшенні Ub в структурному стані відбувається перехід від практично нетекстурованих (полікристалічне) до переважної орієнтації зростання кристалітів з віссю текстури [111] (при Ub = – 110 В) і [110] (при Ub = – 200 В). Це супроводжується зменшенням періоду решітки, а також зниженнем твердості і модуля пружності. Для покриттів (FeCoNiCuAlCrV)N найбільша твердість 38 ГПа досягається при використанні найменшого (– 40 В) потенціалу зміщення в процесі осадження. Показано, що для досягнення високої твердості при великих Ub необхідно збільшувати вміст в високоентропійном сплаві елементів з високою нітрідоутворюючою здатністю.Item Influence of the Bias Potential and the Pressure of the Nitrogen Atmosphere on the Structure and Properties of Vacuum-arc Coatings Based on the AlCrTiZrNbV High-entropy Alloy(Sumy State University, 2018) Sobol, O.V.; Andreev, A.A.; Gorban, V.F.; Postelnyk, А.А.; Stolbovoy, V.A.; Zvyagolskiy, A.V.Досліджено вплив постійного потенціалу зміщення (Ub) якій подається на підкладку при конденсації і тиску азотної атмосфери (РN) на елементний склад, морфологію росту, текстуру і фізикомеханічні характеристики вакуумно-дугових (AlCrTiVZrNb)Nх покриттів. Встановлено, що зі збільшенням Ub від – 110 В до – 200 В відбувається зміна осі переважного зростання кристалітів ГЦК фази від [100] до [110]. Така зміна супроводжується зменшенням твердості (Н) і відношення H/E (де Е – модуль пружності). Обговорено умови формування переважної ориентації кристалітів (аксиальной текстури) вакуумно-дугових (AlCrTiVZrNb)Nх покриттів і вплив текстури на механічні властивості. Встановлено, що зміна РN в діапазоні (1.7-5)x10 – 3 Торр в основному дозволяє варіювати ступінь наповнення покриття атомами азоту. На основі виявлених закономірностей обгрунтовані умови досягнення високої твердості в вакуумно-дугових покриттів нітриду високоентропійного сплаву AlCrTiVZrNb. Через наявність в сплаві елементів з відносно низькою теплотою утворення нітриду для досягнення високої твердості необхідно використовувати умови осадження при відносно невисокій енергії бомбардуючих атомів. Використання в роботі невисокого Ub = – 110 В при найбільшему тиску PN = 5x10 – 3 Torr дозволяє досягти надтвердого стану з твердістю 44 ГПа.Item The Effect of Constant and High Voltage Pulse Bias Potentials on the Structure and Properties of Vacuum-Arc (TiVZrNbHf)Nх Coatings(Sumy State University, 2018) Sobol', O.V.; Postelnyk, А.А.; Mygushchenko, R.P.; Gorban', V.F.; Stolbovoy, V.A.; Zvyagolskiy, A.V.The effect of constant (Ub) and high voltage pulse (Uip) bias potentials supplied to the substrate during condensation, on the structure and properties of vacuum-arc (TiVZrN-Hf)Nх coatings has been studied. It has been determined that the number and size of the drop phase decreases with increasing Ub. The use of Uip promotes a more uniform growth in the coating volume. It is shown that due to the increase of Ub from 0 to 200 V in nitride coatings of high entropy alloys, it is possible to change the growth texture [100] to [111]. This results in increased hardness from 32 GPa to 49 GPa. The supply of high voltage potential in a pulse form leads to a relative decrease in the average size of crystallites and the formation of a bi-texture state. Conditions and mechanisms of the preferential crystallites orientation (axial texture) of vacuum arc (TiVZrNbHf)Nх coatings and texture influence on mechanical properties have been discussed.