Structural, electrical, and mechanical properties of nc-TiC/a-SiC nanocomposite thin films

Eklund, PerLinköpings universitet,Tunnfilmsfysik,Tekniska högskolan (författare)

We have synthesized Ti–Si–C nanocomposite thin films by dc magnetron sputtering from a Ti3SiC2 compound target in an Ar discharge on Si(100), Al2O3(0001), and Al substrates at temperatures from room temperature to 300 °C. Electron microscopy, x-ray diffraction, and x-ray photoelectron spectroscopy showed that the films consisted of nanocrystalline (nc-) TiC and amorphous (a-) SiC, with the possible presence of a small amount of noncarbidic C. The growth mode was columnar, yielding a nodular film-surface morphology. Mechanically, the films exhibited a remarkable ductile behavior. Their nanoindentation hardness and E-modulus values were 20 and 290 GPa, respectively. The electrical resistivity was 330 µ cm for optimal Ar pressure (4 mTorr) and substrate temperature (300 °C). The resulting nc-TiC/a-SiC films performed well as electrical contact material. These films' electrical-contact resistance against Ag was remarkably low, 6 µ at a contact force of 800 N compared to 3.2 µ for Ag against Ag. The chemical stability of the nc-TiC/a-SiC films was excellent, as shown by a Battelle flowing mixed corrosive-gas test, with no N, Cl, or S contaminants entering the bulk of the films.

Emmerlich, JensLinköpings universitet,Tunnfilmsfysik,Tekniska högskolan(Swepub:liu)jenem14 (författare)
Högberg, HansLinköpings universitet,Tunnfilmsfysik,Tekniska högskolan(Swepub:liu)hanho47 (författare)
Wilhelmsson, OlaUppsala universitet,Institutionen för materialkemi,Oorganisk kemi,oorganisk kemi,Department of Materials Chemistry, The Ångström Laboratory, Uppsala University, Sweden(Swepub:uu)olwil451 (författare)
Isberg, PeterLinköpings universitet,Tunnfilmsfysik,Tekniska högskolan(Swepub:liu)petis83 (författare)
Birch, JensLinköpings universitet,Tunnfilmsfysik,Tekniska högskolan(Swepub:liu)jenbi91 (författare)
Persson, Per O. Å.Linköpings universitet,Tunnfilmsfysik,Tekniska högskolan(Swepub:liu)perpe25 (författare)
Jansson, UlfUppsala universitet,Institutionen för materialkemi,Oorganisk kemi,oorganisk kemi,Department of Materials Chemistry, The Ångström Laboratory, Uppsala University, Sweden(Swepub:uu)uja03434 (författare)
Hultman, LarsLinköpings universitet,Tunnfilmsfysik,Tekniska högskolan(Swepub:liu)larhu75 (författare)
Linköpings universitetTunnfilmsfysik (creator_code:org_t)

Ingår i:Journal of Vacuum Science & Technology B: American Vacuum Society23:6, s. 2486-24951071-10231520-8567
Ingår i:Journal of Vacuum Science & Technology B: Microelectronics and Nanometer Structures: American Vacuum Society23:6, s. 2486-24950734-211X

Av författaren/redakt...: Eklund, Per; Emmerlich, Jens; Högberg, Hans; Wilhelmsson, Ola; Isberg, Peter; Birch, Jens; visa fler...; Persson, Per O. ...; Jansson, Ulf; Hultman, Lars; visa färre...

Om ämnet

Kungliga biblioteket hanterar dina personuppgifter i enlighet med EU:s dataskyddsförordning (2018), GDPR. Läs mer om hur det funkar här.
Så här hanterar KB dina uppgifter vid användning av denna tjänst.