Wpływ warunków zasilania magnetronu na właściwości cienkich warstw TiO2

• Autorzy: Pierściński R. , Mazur M. , Pastuszek R. , Domaradzki J.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2017.7.4

Warianty tytułu

EN

Influence of magnetron powering parameters on properties of TiO2 thin films

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań odporności mechanicznej cienkich warstw TiO2. Cienkie warstwy zostały wytworzone za pomocą rozpylania magnetronowego z ciągłym oraz sekwencyjnym zasilaniem magnetronu. Wykonano badania mikrostruktury naniesionych cienkich warstw przy użyciu dyfrakcji rentgenowskiej. Z kolei badania właściwości mechanicznych przeprowadzono za pomocą metody nanoindentacji oraz oscylacyjnego testu Bayer’a. Wyniki pokazały, że powłoki wytworzone w procesie z ciągłym oraz sekwencyjnym zasilaniem magnetronu miały podobne właściwości strukturalne oraz mechaniczne. Cienkie warstwy TiO2 miały fazę anatazu o rozmiarze krystalitów około 21–21,5 nm. Twardość naniesionych powłok wynosiła 10 GPa. Po wykonaniu testu Bayer’a chropowatość powierzchni próbek zmieniła się nieznacznie, co oznacza, że charakteryzują się one dobrą odpornością na ścieranie.

EN

In this work the results of mechanical properties of TiO2 thin films were presented. Thin films were deposited by magnetron sputtering using continuous and sequential powering of magnetron. Microstructure research of deposited thin films was performed with the use of x-ray diffraction (XRD) method. In turn, determination of mechanical properties was conducted based on nanoindentation measurements and oscillating Bayer test. Results showed that coatings deposited in both, continuous and sequential processes had similar structural and mechanical properties. TiO2 thin films had anatase phase with the crystallites size of ca. 21-21.5 nm. Hardness of prepared coatings was equal to 10 GPa. The root mean square roughness of samples after Bayer test did not change significantly, which could testify about their good scratch resistance.

Słowa kluczowe

PL

TiO2; rozpylanie magnetronowe; właściwości mechaniczne; właściwości strukturalne; odporność na ścieranie

EN

TiO2; magnetron sputtering; mechanical properties; structural properties; scratch resistance

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 58, nr 7
• Strony: 18--22
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pierściński R.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Mazur M.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Pastuszek R.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki, ul. Janiszewskiego 11/17, 50-372 Wrocław

autor

Domaradzki J.

Bibliografia

• [1] Domaradzki J., Kaczmarek D., Prociow E.L., Borkowska A., Kudrawiec R., Misiewicz J., Schmeisser D., Beuckert G., (2006) „Characterization of nanocrystalline TiO2–HfO2 thin films prepared by low pressure hot target reactive magnetron sputtering”, Surface & Coatings Technology, vol. 200, s. 6283–6287.
• [2] Wojcieszak D., Kaczmarek D., Domaradzki J., Mazur M., Baniewicz K., Prociów E., Mazur P. (2013). „Powłoki wielofunkcyjne na bazie nanokrystalicznego TiO2 ”, Elektronika, 1/2013, s. 10–12.
• [3] Kasza T., (2007) „Badanie właściwości fotokatalitycznych i charakterystyka fizykochemiczna nanokrystalicznych filmów TiO2 na podłożu ceramicznym”, Praca doktorska, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej.
• [4] Mazur M., Wojcieszak D., Domaradzki J., Kaczmarek D., Baniewicz K., Mazur P. (2013). „Wpływ ilości domieszki na właściwości trybologiczne cienkich warstw TiO2:Nd”, Elektronika, 1/2013, s. 12–15.
• [5] Mazur M., (2014) „Badania i analiza właściwości cienkich warstw TiO2 domieszkowanych neodymem jako powłok wielofunkcyjnych”, Rozprawa doktorska, Politechnika Wrocławska, Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki.
• [6] Yang T., Shiu C., Wong M., (2004) „Structure and hydrophilicity of titanium oxide films prepared by electron beam evaporation”, Surface Science, vol. 548, s. 75–82.
• [7] Ma C. Y., (2013) „Structural, morphological, optical and photoluminescence properties of HfO2 thin films, Thin Solid Films”, vol. 545, s. 279–284.
• [8] Bedikyan L., Zakhariev S., Zakharieva M., (2013) „Titanium dioxide thin films: preparation and optical properties”, Journal of Chemical Technology and Metallurgy, vol. 48, 6, s. 555–558.
• [9] Wojcieszak D., (2013) „Wpływ domieszkowania europem na właściwości optyczne i fizyko-chemiczne powierzchni cienkich warstw TiO2”, Elektronika, 7/2013, s. 11–14.
• [10] Kyung-Hyun C., Navaneethan D., Nauman M.M., Inyoung K., Hyunseok C., Jeongadi J., (2012) „Structural and optical properties of electrohydrodynamically atomized TiO2 nanostructured thin films”, Applied Physics A, vol. 107, s. 715–722.
• [11] Kasza T., (2007) „Badanie właściwości fotokatalitycznych i charakterystyka fizykochemiczna nanokrystalicznych filmów TiO2 na podłożu ceramicznym”, Praca doktorska, Politechnika Krakowska, Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej.
• [12] Dorian A.H., i in., Review of the anatase to rutile phase transformation, Journal Materials Science, vol. 46, 2011, s. 855–874.
• [13] Norma: AS9100B &ISO 9001:2008.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).