Hardness and elastic modulus of amorphous and nanocrystalline SiC and Si films

0307730 - FZÚ 2008 RIV CH eng J - Journal Article
Kulykovskyy, Valeriy - Vorlíček, Vladimír - Boháč, Petr - Stranyánek, Martin - Čtvrtlík, Radim - Kurdyumov, A. - Jastrabík, Lubomír
Hardness and elastic modulus of amorphous and nanocrystalline SiC and Si films.
[Tvrdost a modul pružnosti amorfních a nanokrystalických filmů SiC a Si.]
Surface and Coatings Technology. Roč. 202, - (2008), s. 1738-1745. ISSN 0257-8972
R&D Projects: GA MŠMT OC 097; GA MŠMT OC 095; GA MŠMT(CZ) 1M06002
Institutional research plan: CEZ:AV0Z10100522
Keywords : sputtering * hardness * nanocrystalline SiC films * nanocomposites * amorphous
Subject RIV: BM - Solid Matter Physics ; Magnetism
Impact factor: 1.860, year: 2008

Hydrogen-free amorphous and nanocrystalline films were prepared by magnetron sputtering of the SiC or Si targets. Mechanical properties (hardness, elastic modulus, intrinsic stress) and film structures were investigated in dependence on the substrate bias and temperature. It was found that both hardness and elastic modulus of all amorphous a-SiC films prepared at different substrate temperatures and biases are always lower than those for bulk α-SiC single crystal while the hardness of partially crystalline SiC films is higher and the elastic modulus lower than those for α-SiC one. In contrast, both hardness and elastic modulus of all amorphous Si films are always lower than those for nanocrystalline Si films which show approximately the same value as the Si single crystal.

Vodíkuprosté amorfní a nanokrystalické filmy byly připraveny magnetronovým rozprašováním Targetů SiC a Si. V závislosti na "bias" a teplotě substrátů byly zkoumány jejich mechanické vlastnosti (tvrdost, modul pružnosti, vnitřní pnutí). Bylo zjištěno, že tvrdost a modul pružnosti všech amorfních a-SiC filmů byl menší než pro "bulk" α-SiC monokrystalu. Částečně krystalické filmy SiC měly vyšší tvrdost a nižší modul pružnosti než α-SiC. Naproti tomu amorfní filmy Si měly všechny tvrdost a modul pružnosti nižší než Si filmy nanokrystalické, které vykázaly přibližně tytéž hodnoty jako monokrystal Si.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0160406