新HiPIMS放電模式制備薄膜表面粗糙度僅為4.123nm
-引言- 為獲得HiPIMS的高離化率-高沉積速率技術(shù)特征,我們在研究中提出一種新型的HiPIMS放電模式,即電-磁場協(xié)同增強(qiáng)HiPIMS技術(shù),該技術(shù)以外置電場和磁場雙場協(xié)同增強(qiáng)常規(guī)HiPIMS放電,增加濺射粒子離化率,改善薄膜的的沉積速率,制備的膜層性能優(yōu)異。
-點(diǎn)睛-
(E-MF)HiPIMS技術(shù)具有更高的系統(tǒng)粒子離化率和等離子體密度,極大促進(jìn)成膜粒子的擴(kuò)散性和流動(dòng)度,利于制備出光滑平整的薄膜,有效的降低了摩擦系數(shù)。
-內(nèi)容-
相比HiPIMS制備的CrAlN薄膜,采用(E-MF)HiPIMS技術(shù)獲得的CrAlN薄膜表面更加光滑、平整、致密,并且膜層表面無明顯凹坑與凸起等缺陷。
圖1 薄膜的表面形貌及表面粗糙度
AFM二維形貌圖導(dǎo)出的薄膜表面粗糙度僅為4.123nm,遠(yuǎn)小于常規(guī)HiPIMS條件下的薄膜表面粗糙度8.766nm,表現(xiàn)為高質(zhì)量優(yōu)質(zhì)膜層。
圖2 不同情況下摩擦因數(shù)及磨痕形貌
(E-MF)HiPIMS技術(shù)的放電脈沖電流較大,基體離子束流能量密度更高,所制備的薄膜更加光滑、平整、致密,有利于獲得高硬耐磨硬質(zhì)薄膜。具有更加致密緊實(shí)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組織,有利于獲得更加優(yōu)異的耐腐蝕性能。
-結(jié)論-
1.新HiPIMS放電模式技術(shù)制備的薄膜表面更加光滑,表面粗糙度僅為4.123nm。
2.新HiPIMS放電模式技術(shù)制備薄膜樣品的摩擦因數(shù)顯著降低,也有著很好的耐腐蝕性能。
-參考文獻(xiàn)-
李春偉,田修波.電-磁場協(xié)同增強(qiáng)HiPIMS技術(shù)的CrAl靶放電行為及CrAlN薄膜制備[J].中國表面工程,2022,35(05):155-162.