Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optical roughness calculation for material structural analysis of energy structure applications under DC plasma processes

Pahsa Alper

Acta Innovations

|

2023

|

no. 49

39--48

EN

Surface qualities make aluminium a low-DC plasma interaction candidate. Aluminum for energy system structure building is studied experimentally, with observations obtained. Aluminum is cheap and frequently utilized in aerospace applications. The selection of materials for new applications of thermonuclear fusion energy, such as Tokamak reactor walls and fusion-based spaceship thrust structures, is important to decide in the design phase. In this study, an experimental setup application is created with low DC-type He plasma ions processed on aluminium pellet surfaces. The physical changes of the aluminium pellet material as an example of an energy structure surface are analysed under a scanned array microscope and 3D surface plots to detect optical roughness attributes.

2

Giant magnetoresistance observed in thin film NiFe/Cu/NiFe structures

Kisała Jakub, Kociubiński Andrzej, Czarnacka Karolina, Gęca Mateusz

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2022

|

T. 12, nr 3

12--15

EN

In this paper, the technology for fabricating NiFe/Cu/NiFe layered structures by magnetron sputtering is presented. Two series of samples were fabricated on a glass substrate with a layered structure, where the individual layers were 30 nm NiFe, 5 nm Cu, and finally NiFe with a thickness of 30 nm. The series differed in the type of technology mask used. A constant magnetic field was applied to the substrate during the sputtering of the ferromagnetic layers. Measurements of the DC resistance of the obtained structures in the constant magnetic field of neodymium magnet packs with a constant magnetic field of about 0.5 T magnetic induction have been carried out. Comparison of the two series allows us to conclude the greater validity of using masks in the form of kapton tape. The obtained results seem to confirm the occurrence of phenomena referred to as the giant magnetoresistance effect.

PL

W pracy przedstawiono technologię produkcji struktur warstwowych NiFe/Cu/NiFe metodą rozpylania magnetronowego. Wykonane zostały dwie serie próbek na szklanym podłożu o strukturze warstwowej, gdzie poszczególne warstwy stanowiły 30 nm NiFe, 5 nm Cu oraz ostatecznie NiFe o grubości 30 nm. Serie różniły się rodzajem zastosowanej maski technologicznej. Podczas napylania warstw ferromagnetycznych do podłoża przyłożone zostało stałe pole magnetyczne. Przeprowadzone zostały pomiary rezystancji stałoprądowej otrzymanych struktur w stałym polu magnetycznym okładów magnesów neodymowych o stałym polu magnetycznym o wartości indukcji magnetycznej około 0,5 T. Porównanie obu serii pozwala stwierdzić większą zasadność stosowania masek w postaci taśmy kaptonowej. Otrzymane wyniki zdają się potwierdzać występowanie zjawisk określanych jako efekt gigantycznego magnetooporu.

3

Nichrome Capacitors on Polycarbonate Substrate for Monitoring Cell Culture Using Impedance Sensing Technique

Kociubiński A., Zarzeczny D., Prendecka M., Pigoń D., Małecka-Massalska T.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 1

493--496

EN

The aim of this work was to present a method of tissue culture research by measuring the impedance of cells cultured in the presence of nichrome. For this purpose, the Electric Cell-substrate Impedance Sensing system was used with a prototype substrate containing comb capacitors made of nichrome. Magnetron sputtering, photolithography and etching processes were used to produce the thin-film electrodes. In the experimental part, cells of mouse fibroblast cell line L929 were cultured according to the instruction manual in complete medium, under controlled growth conditions. Inoculation of arrays was carried out by 300 microliters per well of cell suspension at ~1.2×105 cells/ml. The results of the monitoring cells behavior in tissue culture indicate good cell viability and proliferative potential.

4

Influence of magnetron powering mode on various properties of TiO2 thin films

Wiatrowski A., Mazur M., Obstarczyk A., Kaczmarek D., Pastuszek R., Wojcieszak D., Grobelny M., Kalisz M.

Materials Science Poland

|

2018

|

Vol. 36, No. 4

748--760

EN

In this paper, comparative studies on the structural, surface, optical, mechanical and corrosion properties of titanium dioxide (TiO2) thin films deposited by continuous and sequential magnetron sputtering processes were presented. In case of continuous process, magnetron was continuously supplied with voltage for 90 min. In turn, in sequential process, the voltage was supplied for 1 s alternately with 1 s break, therefore, the total time of the process was extended to 180 min. The TiO2 thin films were crack free, exhibited good adherence to the substrate and the surface morphology was homogeneous. Structural analysis showed that there were no major differences in the microstructure between coatings deposited in continuous and sequential processes. Both films exhibited nanocrystalline anatase structure with crystallite sizes of ca. 21 nm. Deposited coatings had high transparency in the visible wavelength range. Significant differences were observed in porosity (lower for sequential process), scratch resistance (better for sequential process), mechanical performance, i.e. hardness:elastic modulus ratio (higher for sequential process) and corrosion resistance (better for sequential process).

5

Multi-scale modeling of deposition and re-sputtering of NixTi1-x thin film in a magnetron sputtering chamber

Dey A., Aich S., Ghosh S., Mohapatra S. S., Kumar A., Behera A.

Computer Methods in Materials Science

|

2017

|

Vol. 17, No. 3

153--165

EN

Deposition and re-sputtering of Ni-Ti thin films by magnetron sputtering was simulated using a multi-scale modeling approach. The sputtering of Ni and Ti targets and the transport of sputtered Ni and Ti atoms through the background gas were simulated using a Monte-Carlo approach, while the deposition of the sputtered atom onto the film surface was analyzed using molecular dynamics. The interaction of Ar+ ions with the deposited film under the influence of substrate bias was also simulated using a Monte-Carlo approach. The distribution of sputtered atoms over the substrate and the fraction of total sputtered atoms from Ni and Ti targets that reached the substrate were calculated for an off centred target which made an angle of 30° with the substrate. The effects of target voltage and gas temperature on the distribution of sputtered atom over substrate were studied with the help of the aforesaid simulations. It was observed that with increasing target voltage, the fraction of sputtered atoms reaching the substrate was increased slightly for a pure Ni target, while it showed very little change for a pure Ti target. With increasing gas temperature, the value for the same decreased initially, but increased beyond a critical temperature. The velocities of incident Ni and Ti atoms on the substrate were calculated and it was found that no intrinsic re-sputtering could take place for a Ni0.5Ti0.5 thin film under the simulated conditions. The fraction of deposited atoms that were re-sputtered by Ar+ ions under varying substrate bias was also calculated and was found to increase substantially with the increase in the magnitude of the substrate bias voltage. Finally, the stability of crystalline and amorphous Ni and Ti were estimated on the basis of fraction of atoms re-sputtered using a classical molecular dynamics approach.

PL

Osadzanie i ponowne rozpylania cienkiej warstwy NixTi|.x w magnetronowej komorze napylającej było symulowane z zastosowaniem modelowania wieloskalowego. Rozpylanie Ni i T oraz transport rozpylanych atomów przez gaz w komorze symulowano metodą Monte Carlo, a osadzanie rozpylanych atomów na powierzchni cienkiej warstwy analizowano za pomocą metody dynamiki molekularnej. Oddziaływanie jonów Ar z osadzoną warstwą z uwzględnieniem wpływu nachylenia podłoża symulowano również metodą Monte Carlo. Rozkład osadzanych atomów na podłożu i ułamek osadzonych atomów Ni i Ti które osiągnęły podłoże dla przesuniętego celu nachylonego pod kątem 30° do podłoża. Na podstawie wykonanych symulacji oceniono wpływ napięcia w komorze i temperatury gazu na rozkład osadzonych atomów. Zaobserwowano, że wraz ze wzrostem napięcia dla celu z czystego Ni wzrasta nieznacznie ułamek rozproszonych atomów, które osiągnęły cel. Ten wpływ jest pomijalny dla czystego Ti. Wraz ze wzrostem temperatury wspomniany ułamek początkowo maleje a następnie powyżej temperatury krytycznej zaczyna wzrastać. Obliczone zostały prędkości atomów Ni i Ti osiągających podłoże i zauważono, że ponowne rozpylanie w warunkach symulacji dla cienkiego filmu Ni0.5Ti0.5 nie jest możliwe. W dalszej kolejności obliczono ułamek osadzonych atomów, które zostały ponownie rozpylone przez jony Ar1 dla różnego nachylenia podłoża. Zaobserwowano, że wzrost wielkości napięcia podłoża znacznie zwiększa ten ułamek. W końcowej części pracy na podstawie oceny ułamka atomów ponownie rozpylonych określono stabilność krystalicznego i amorficznego Ni i Ti wykorzystując do tego celu metodę dynamiki molekularnej.

6

Otrzymywanie materiałów kompozytowych o właściwościach przeciwgrzybiczych z wykorzystaniem metody rozpylania magnetronowego

Wiśniewski B., Kiwała M., Szwugier A.

Przegląd Włókienniczy - Włókno, Odzież, Skóra

|

2016

|

nr 6

23--30

EN

Magnetron sputtering is one of the methods to modify a surface of various materials (eg. foils, plastics, glass, textiles). In this paper we discussed the magnetron sputtering method used for the application of thin metal coatings (such as Cu, Cu/Sn, Cu/Zn/Ni and Ni/Cu/Fe) on various textile materials to impart antifungal properties. Newly developed textile composites showed varying degrees of antifungal activity towards used test strains of fungi. The best antifungal activity as determined by a qualitative methods was obtained for fabrics coated with copper in relation to the Chaetomium globosum mold. In the case of metal alloys the antifungal activity with respect to the same mold was also good but depended upon the copper content in the alloy. The higher the copper content, the better the antifungal activity. In tests for determining the antifungal activity by quantitative method with respect to Candida albicans both biostatic action (inhibition of growth) as well as biocidal effect were observed, in each biostatic value S ratio was above 2, and biocidal value L was not lower than 0.

7

Influence of controlled deposition rate on mechanical properties of sputtered Ti thin films for MEMS application

Venkatesan S., Ramu M.

Materials Science Poland

|

2016

|

Vol. 34, No. 4

735--740

EN

This work investigates the influence of titanium thin films on the mechanical properties of AA 2024 substrates. The Scanning Electron Microscope (SEM) measurements confirm that the surface morphology of Ti thin film depends on controlled deposition rate and the energy-dispersive X-ray (EDX) result reveals the uniform dispersion of Ti coating over the sample. Increase in film thickness on the material surface is connected with improved hardness, superior adhesion and minimum surface roughness which makes the coated material more prominent for MEMS application. It is also found that the XRD patterns of the Ti thin films are characterized by hexagonal close packed (HCP) structure with (1 1 1) as the preferred crystallographic orientation for the film of a thickness of 154 μm coated on the substrate at temperature of 673 K.

8

A methodology for identifying the chemical composition of the surface of solids using the XPS and SEM/EDS techniques

Bednarska A., Osuch-Słomka E., Grądkowski M.

Problemy Eksploatacji

|

2015

|

no. 3

39--48

EN

In many fields of science and technology, it is necessary to apply non-destructive methods of analysis. Such non-destructive methods include scanning electron microscopy coupled with energy-dispersive X-ray spectroscopy (SEM/EDS) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and the results obtained with this set are often regarded as complementary. These methods were used in this study to research the chemical composition of the top layer of a model made with gold on a ceramic coating produced by the PVD technique on the surface of steel. The gold layer was ion sputtered until its complete removal and was studied by means of X-ray photoelectron spectroscopy and X-ray micro-analysis. It was found that the analytical data for an identical specimen obtained by SEM/EDS and XPS might differ significantly. This necessitates very careful consideration in treating these techniques as complementary, and during the interpretation of the results, one should take into account the physical essence of each method.

PL

W wielu dziedzinach nauki i techniki niezbędne jest zastosowanie nieniszczących metod analizy. Do takich metod należy skaningowa spektroskopia elektronów sprzężona z mikroanalizą rentgenowską (SEM/EDS) oraz rentgenowska spektroskopia fotoelektronów (XPS), a wyniki uzyskiwane za ich pomocą często są traktowane jako uzupełniające się. W pracy zastosowano te metody do badania składu chemicznego modelowej warstwy wierzchniej, utworzonej ze złota na podłożu powłoki ceramicznej wytworzonej techniką PVD na powierzchni stali. Warstwę złota trawiono jonowo aż do jej całkowitego usunięcia i badano za pomocą rentgenowskiej spektroskopii fotoelektronów oraz mikroanalizy rentgenowskiej. Stwierdzono, że dane analityczne dla identycznej próbki uzyskiwane metodami SEM/EDS oraz XPS mogą dość istotnie różnić się. Oznacza to konieczność dużej ostrożności przy traktowaniu tych technik jako komplementarne, podczas interpretacji wyników należy uwzględniać fizyczną istotę obydwu metod.

9

The Analysis Of Structure For The Multi-Layered Of Ge/TiO2 Films Prepared By The Differential Pressure Co-Sputtering

Adachi Y., Abe S., Matsuda K., Nose M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

963--964

EN

We tried to fabricate the Ge/TiO2 composite films with the differential pressure (pumping) co-sputtering (DPCS) apparatus in order to improve the optical properties. In the study, the micro structure of these thin films has been evaluated. TEM image revealed that the thin film was alternately layered with TiO2 and Ge, lattice fringes were observed both of Ge layer and TiO2 layer. There were portions that lattice fringe of Ge was disturbed near the interface of Ge and TiO2. X-ray photoelectron spectroscopy elucidated that there were few germanium oxides and a part with the thin film after annealed.

PL

W pracy przedstawiono rezultaty badań mających na celu wytworzenie warstw kompozytowych Ge/TiO2 wykorzystując aparaturę do różnicowo-ciśnieniowego współrozpylania jonowego (DPCS) w celu poprawy właściwości optycznych. Mikrostruktura warstw została zbadana z zastosowaniem mikroskopii TEM. Analiza TEM wykazała, że cienki film składał się z naprzemiennie ułożonych warstw TiO2 oraz Ge, a dodatkowo zlokalizowano krawędzie sieci przestrzennych Ge i TiO2. Rentgenowska spektroskopia fotoelektronów wykazała niewielkie ilości tlenków germanu oraz występowanie cienkiego filmu po procesie wyżarzania.

10

Mechanical Properties And Microstructure Of AlN/SiCN Nanocomposite Coatings Prepared By R.F.-Reactive Sputtering Method

Nakafushi Y., Matsuda K., Nose M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

973--975

EN

FIn this work, AlN/SiCN composite coatings were deposited by r.f.-reactive sputtering method using a facing target-type sputtering (FTS) apparatus with composite targets consisting of Al plate and SiC chips in a gaseous mixture of Ar and N2, and investigated their mechanical properties and microstructure. The indentation hardness (HIT) of AlN/SiCN coatings prepared from composite targets consisting of 8 ~32 chips of SiC and Al plate showed the maximum value of about 29~32 GPa at a proper nitrogen gas flow rate. X-ray diffraction (XRD) patterns for the AlN/SiCN composite coatings indicated the presence of the only peeks of hexagonal (B4) structured AlN phase. AlN coatings clarified the columnar structure of the cross sectional view TEM observation. On the other hand, microstructure of AlN/SiCN composite coatings changed from columnar to equiaxed structure with increasing SiCN content. HR-TEM observation clarified that the composite coatings consisted of very fine equiaxial grains of B4 structured AlN phase and amorphous phase.

PL

W pracy scharakteryzowano właściwości powłok kompozytowych AlN/SiCN naniesionych metodą reaktywnego rozpylania jonowego RF za pomocą aparatury FTS. Proces rozpylania prowadzono w mieszaninie gazowej Ar i N2 a jako tarczy użyto kompozytów składających się z płytki Al i wiórów SiC. Następnie zbadano właściwości mechaniczne i mikrostrukturę w/w powłok. Maksymalna twardość powłok AlN/SiCN otrzymanych z tarcz kompozytowych składających się z 8~32 wiórów SiC oraz płytki z Al wynosiła ok. 29~32 GPa przy określonej prędkości przepływu azotu. Analiza dyfrakcji promieniowania rentgenowskiego powłok kompozytowych AlN/SiCN wykazała występowanie refleksów jedynie fazy AlN o strukturze heksagonalnej (B4). Istnienie w powłoce fazy AlN wyjaśniło strukturę kolumnową, którą obserwowano w zdjęciach TEM z przekroju poprzecznego. Jednocześnie, mikrostruktura powłok kompozytowych AlN/SiCN zmieniła się ze struktury kolumnowej w równoosiową wraz ze zwiększeniem się zawartości SiCN. Obserwacje HR-TEM wykazały, że powłoki kompozytowe składały się z drobnych równoosiowych ziaren fazy AlN o strukturze B4 oraz fazy amorficznej.

11

Effects Of Aluminum Sputtering On The Corrosion Resistance Of AZ91 Alloy

Ishibashi Y., Nose M., Hatakeyama M., Sunada S.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

953--955

EN

The corrosion resistance of a Magnesium alloy is low and needs to be improved. This research aimed at corrosion-resistance improvement by supatterd deposition aluminium film, which is formed on the surface of AZ91 Magnesium-alloy. Corrosion resistance performed polarization curve measurement, was evaluated in quest of the corrosion rate using the Tafel extrapolation method, and conducted surface observation and EDS analysis by SEM. Although corrosion resistance is not improved only by film forming because of defects in film, corrosion resistance is improved by heat treatment for 3 hours by 553K after sputtering. In the case of heat treated at 623K and 673K for 3 hours, magnesium diffuses through the alminium film and reached the surface of the film. Thus, heat treatment at high temperature degrade the corrosion resistance of the film. The optimization of heat treatment after sputtering is important in this method.

PL

Celem badań jest zwiększenie odporności na korozję stopu magnezu AZ91 poprzez naniesienie na jego powierzchnię warstwy glinu metodą rozpylania jonowego. Na podstawie pomiarów krzywej polaryzacji, oszacowano szybkości korozji metodą ekstrapolacji Tafela. Obserwacje morfologiczne oraz badania składu chemicznego wykonano metodą SEM-EDS. Nie stwierdzono poprawy odporności na korozję stopu z powodu defektów obecnych w warstwie. Jak wykazały badania, obróbka cieplna napylonej warstwy w 553 K przez 3 godz. wpłynęła na poprawę odporności korozyjnej. Gdy obróbka cieplna prowadzona była w temperaturach 623 K i 673 K przez 3 godz., magnez dyfundował poprzez warstwę glinu aż do powierzchni warstwy. Z tego względu obróbka cieplna prowadzona w wysokiej temperaturze obniża odporność warstwy na korozję. Ważnym aspektem tej metody jest zatem optymalizacja procesu obróbki cieplnej warstwy po rozpylaniu.

12

Crystal Structure And Optical Properties Of TiO2 Thin Films Prepared By Reactive RF Magnetron Sputtering

Goto S., Adachi Y., Matsuda K., Nose M.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2015

|

Vol. 60, iss. 2A

965--967

EN

In sputtering deposition process of TiO2, metal Ti or sintered TiO2 target is used as deposition source. In this study, we have compared the characteristic of target materials. When TiO2 target was used, stoichiometric TiO2 films was deposited under the Ar atmosphere containing 1.0% of oxygen. The highest sputtering rate under this atmosphere was 3.9nm/min at 3.4W/cm2. But, sintered TiO2 target is fragile and cannot endure higher density of input power than 3.4W/cm2. On the other hand, Ti target needs higher oxygen concentration (8%) in sputtering gas atmosphere for obtaining rutile/anatase. Even though Ti target can be input twice power density of 7.9W/cm2, the highest deposition rate for Ti target was 1.4/nm, which was ~35% of the highest rate for TiO2 target. Then we have study out the composite target consisting of Ti plate and TiO2 chips. Using the composite target, stoichiometric TiO2 films were prepared in the rate of 9.6nm/min at 6.8 W/cm2 under the atmosphere of Ar/2.5%O2. Furthermore, we have found that the TiO2 films obtained from the composite target consisted of about 100% anatase, whereas TiO2 films obtained from other target have rutile dominant structure. The optical band gap energy of the film is determined by using the Tauc plot. The calculated band gap energies for the films deposited by Ti target and composite target were 2.95 and 3.24eV, which are equivalent to that of rutile and anatase structure, respectively.

PL

W procesie nanoszenia TiO2 metodą rozpylania, jako tarczy używano metalicznego Ti lub spiekanego TiO2. W pracy dokonano porównania obu materiałów. W przypadku zastosowania jako tarczy TiO2 przy nanoszeniu w atmosferze Ar zawierającym 1,0% tlenu otrzymano stechiometryczną warstwę TiO2. Największa uzyskana szybkość rozpylania w tej atmosferze wyniosła 3,9 nm/min przy gęstości mocy wejściowej 3,4 W/cm2. Jednak spiekany TiO2 jest kruchy i nie wytrzymuje gęstości mocy wejściowej powyżej 3,4 W/cm2. Z drugiej strony, przy rozpylaniu z tarczy Ti konieczne jest zwiększone stężenie tlenu (8%) w atmosferze aby otrzymać fazę rutyl/anataz. Mimo że tarcza Ti wytrzymuje gęstość mocy dwa razy wyższą niż TiO2 (7,9 W/cm2), największa uzyskana szybkość rozpylania wynosiła 1,4 nm/min, co stanowi ~35% najwyższej szybkości uzyskanej dla tarczy TiO2. Zbadano także tarczę kompozytową składające się z płyty Ti oraz wiórów TiO2. W przypadku zastosowania tarczy kompozytowej, szybkość rozpylania wyniosła 9,6 nm/min przy mocy 6,8 W/cm2 w atmosferze Ar/2,5%O2. Dodatkowo, warstwy TiO2 otrzymane z tarczy kompozytowej zawierały około 100% anatazu, podczas gdy w przypadku warstw otrzymanych z pozostałych tarcz dominowała faza rutylu. Szerokość przerwy energetycznej wyznaczono na podstawie wykresu Tauca. Obliczone wartości przerwy energetycznej wynosiły 2,95 eV dla podłoża Ti i 3,24 eV dla podłoża kompozytowego, co odpowiada wartością przerw odpowiednio dla rutylu i anatazu.

13

Analiza właściwości struktur otrzymanych w procesie nanoszenia warstw metodą sputteringu magnetronowego z wykorzystaniem targetów o modyfikowanym składzie

Lubańska Z., Grudniewski T.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2014

|

z. 61, nr 3/II

329--337

PL

Wykorzystanie sputterigu jako metody nanoszenia cienkich warstw materiałów wykorzystywanych w produkcji paneli fotowoltaicznych jest powszechnie znane. W sferze eksperymentalnej częstym problemem pozostaje ekonomiczne źródło pozyskiwania targetów o modyfikowanym składzie (wieloskładnikowych) – szczególnie targetów niezbędnych do wykonania pojedynczych eksperymentów. Szczególnie problem ten jest dotkliwy w urządzeniach wykorzystujących targety o dużych rozmiarach, takich jak Line 440 firmy Alliance Concept. Rozmiar targetu w Line 440 to 38 x 13 cm i sporadycznie używana jest powierzchnia całego targetu. Uwarunkowania techniczne umieszczania targetów (w urządzeniach w konfiguracji odwróconej, gdzie target znajduje się nad napylaną próbką), koncepcji ich wytwarzania, statystyk dystrybucji materiału oraz wprowadzania niepożądanych pierwiastków zanieczyszczeń, wymagała opracowania i przygotowania oddzielnego, poświęconego tylko tej tematyce procesu badawczego. Ważne jest, że konfiguracja odwrócona magnetronu, uniemożliwia zastosowanie dodatków w postaci np. sprasowanych tabletek z materiałem. Należy nadmienić, że próba stworzenia własnych targetów do pojedynczych napyleń była rzeczą priorytetową w przedstawionych badaniach. Przeanalizowano możliwość zastosowania siatki jako elementu umożliwiającego wybijanie dodatkowego pierwiastka znajdującego się pod stworzonym targetem wieloskładnikowym. W niniejszej pracy został zawarty opis prób polegających na wytworzeniu własnych targetów wieloskładnikowych oraz metod ich montażu. Dodatkowo wykonano szczegółową analizę składu napylonych powłok, przeanalizowano możliwość mieszania się składników pochodzących z targetu w wytworzonej cienkiej warstwie oraz dystrybucję pierwiastków targetu w obrębie komory magnetronu.

EN

The magnetron sputtering method is well known as a technique for thin layers preparation. Obtained photosensitive thin layers can find usage in many fields of electronic and photovoltaic technology. Mainly prepared experiments are based on material targets provided by specialized manufacturers – with defined composition. Size of the targets define costs of its purchase specially when experiments do not provide usage of the prepared target more then once. This problem is important with devices equipped by large size targets - such as Alliance Concept Line 440 (38 x 13 cm target size). The common difficulty in experimental applications is a method of preparation of the targets with modified composition - specially multi-component ones. The technical specifications for targets (in used by presented experiments up-right magnetron construction), the concept of its preparation (compressed tablets, sputtered structures), material distribution statistics (aperture, mouting method), impurity elements – creates very interesting issue in own targets preparation and obtained layers analysis. Attempt to create targets for individual layer composition in Line 440, seemed very desirable thing and it was a priority in the presented research. In the present work has been included description of the prepared tests involving the creation of their own multiple targets and obtained structures analysis.

14

Study of depth chemical composition changes by the means of XPS/ESCA

Bednarska A.

Problemy Eksploatacji

|

2013

|

nr 3

169--179

EN

X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is a dedicated surface characterisation spectroscopy. It reveals which chemical elements are present at the surface, it informs us about the chemical bound nature which exists between these elements. An appropriate data processing leads to the specimen elemental composition. A sample of steel disc was prepared by ball on disc tribology test. The test was conducted in the presence of lubricant containing fluoride. The surface of steel disc was examined by means of XPS technique, and its chemical composition was determined accordingly to location of photoelectron peaks on the binding energy axis on XPS spectra. Depth profiling after 9 sputtering cycles was also conducted.

PL

Rentgenowska spektroskopia fotoelektronowa jest techniką analizy powierzchni. Polega na analizie rozkładu energii kinetycznej fotoelektronów emitowanych w wyniku wzbudzenia próbki charakterystycznym promieniowaniem rentgenowskim. Pozwala na uzyskanie informacji o obecnych pierwiastkach oraz o wzajemnej relacji poszczególnych wiązań chemicznych. Do badania wykorzystano stalową próbkę w postaci dysku po tribologicznym teście ball-on-disc, który został przeprowadzony w środowisku smaru zawierającego związki fluoru. Powierzchnia stalowego dysku została przebadana za pomocą techniki XPS, a skład chemiczny został ustalony na podstawie położenia pików fotoelektronowych na osi energii wiązania na widmach XPS. Przeprowadzono również analizę wgłębną po 9 cyklach sputteringu za pomocą jonów Ar+.

15

Effect of working pressure on the structural, optical and electrical properties of titanium-gallium co-doped zinc oxide thin films

Zhang T., Zhong Z.

Materials Science Poland

|

2013

|

Vol. 31, No. 3

454--461

EN

The transparent conducting titanium-gallium co-doped zinc oxide (TGZO) thin films were grown on glass substrates by radio-frequency magnetron sputtering technique. The effects of working pressure on the structural, optical and electrical properties of the films were investigated. The results show that the deposited films are polycrystalline with a hexagonal wurtzite structure and highly textured along the c-axis perpendicular to the substrate. The TGZO film prepared at the working pressure of 0.4 Pa exhibits the best crystallinity, the maximal grain size, the highest transmittance, the lowest resistivity and the highest figure of merit. The optical constants of the films were calculated using the method of optical spectrum fitting. The dispersion behavior of the films was studied by the single-electronic oscillator dispersion model. The oscillator parameters and optical bandgaps were determined. The results demonstrate that the microstructure and optoelectrical properties of the TGZO films are dependent on the working pressure.

16

Modeling of the behavior of in - vessel mirrors for ITER with ECR plasma discharges

Voitsenya V. S., Bardamid A. F., Belyaeva A. I., Bondarenko V. N., Davis J. W., Konovalov V. G., Mukhin E. E., Razdobarin A. G, Ryzhkov I. V., Shapoval A. N., Shtan A. F., Skoryk O. A., Solodovchenko S. I.

Nukleonika

|

2012

|

Vol. 57, No. 2

157-162

EN

The main experimental results related to the problems associated with in-vessel mirrors in ITER obtained with the DSM-2 facility at the Kharkov Institute of Plasma Physics over the past few years are described and discussed. Mirrors made from various polycrystalline (Be, Al, SS, Cu, Mo, Ta, W) and single crystal (Ni, SS, Mo, W) metals, metal films (Be, Cu, Mo, Rh) on different metal substrates (V, SS, Cu, Mo), and an amorphous alloy (ZrTiCuNiBe) have been studied. In addition, the behavior of protective oxide coatings under plasma bombardment has also been analyzed.

17

Techniki rozpylania magnetronowego DC, MF i RF do nanoszenia cienkich warstw WO3

Jankowski H., Marszałek K., Sokulski J., Zabila Y., Stapiński T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 10

79-81

PL

Cienkie warstwy elektrochromowe są obecnie intensywnie badane z powodu ich potencjalnych zastosowań w systemach optycznych szczególnie z zasilaniem fotowoltaicznym. Tlenek wolframu jest najbardziej obiecującym materiałem ze względu na swoje właściwości optyczne. W niniejszej pracy przedstawiono szczegóły technologiczne nanoszenia tlenku wolframu różnymi metodami magnetronowego rozpylania jonowego; DC (stałoprądowego), MF (impulsowego) i RF (częstości radiowej). Rozpylanie było prowadzone z użyciem metalicznej tarczy wolframowej dla różnych składów mieszanki gazowej Ar/O2. Jednym z badanych parametrów rozpylania była prędkość rozpylania w funkcji mocy wyładowania. Otrzymano wartości zmieniające się od 5 nm/mim to 20 nm/min dla różnych technik nanoszenia i mocy od 200 W do 1 kW. W celu uzyskania warstw krystalicznych prowadzono wygrzewanie otrzymanych warstw po naniesieniu w temperaturach 380...450°C w powietrzu. Badania strukturalne prowadzono metody dyfraktometrii rentgenowskiej a badanie morfologii powierzchni metoda mikroskopii sił atomowych.

EN

Thin film electrochromic films are nowadays produced and investigated due lo their application in different optical systems with possible photovoltaic supply Between them metallic oxides WO3 are the most promising because of excellent optical parameters. This paper presents details of magnetron sputtering technology for WO3 thin film preparation. All types it means DC (direct current sputtering), MF (pulsed magnetron sputtering) and RF (radio frequency sputtering) were tested as preparation method Films were deposited from metallic tungsten target in Ar/O2 gas mixture to realize reactive sputtering process of WO3 film nucleation. One of the tested sputtering parameter was power supply (starting from 200 W to 1 kW). Deposition rate were calculated for all deposition method and was found from 5 nm/min to 20 nm/min. Deposition process was realized in ambient substrate temperature for all sputtering method. Cristal structure was defined by x-ray diffraction for all WO, films after post deposition annealing in 380 to 450°C air atmosphere. Surface properties of sputtered films were investigated by means of atomic force microscopy AFM.

18

Komplementarne zastosowanie metod dyfrakcji i spektroskopii absorpcyjnej promieniowania X do charakteryzacji cienkich warstw Ti-Si-C

Ławniczak-Jabłońska K., Klepka M. T., Wolska A., Dynowska E., Borysiewicz M. A., Piotrowska A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2012

|

Vol. 53, nr 9

28-31

PL

Przedstawiono wyniki komplementarnej charakteryzacji, technikami XRD i XAS, cienkich warstw Ti-Si-C osadzanych metodą wysokotemperaturowego magnetronowego rozpylania katodowego na podłożach szafirowych (00.1) z wykorzystaniem targetów pierwiastkowych Ti, Si i C. Badania dyfrakcyjne wykazały silną zależność składu fazowego warstw od wielkości mocy podawanych na poszczególne targety podczas ich osadzania, natomiast badania spektroskopii absorpcyjnej pozwoliły na określenie zmian w funkcji tej mocy lokalnego, uśrednionego porządku atomowego w otoczeniu atomów Ti i porównanie go z porządkiem jaki powinien występować w modelowym związku Ti₃SiC₂. Wykonano dwie grupy próbek: o relatywnie wysokiej mocy targetu Si i średniej targetu C oraz o względnie niskiej mocy targetu Si i wysokiej targetu C.

EN

This work presents the results of complementary use of XRD and XAS for the characterisation of thin Ti-Si-C films deposited via high temperature magnetron sputtering onto sapphire (00.1) substrates using elemental Ti, Si and C targets. The XRD studies showed a strong dependence of the phase composition of the films on the powers fed to the individual targets during deposition. The XAS studies enabled to determine the local atomic order in Ti neighbourhood and differences in averaged atomic order in function of power fed as compared to a Ti₃SiC₂ model. Two sample sets were fabricated, one with a relatively high power fed to the Si target and a medium power fed to the C target and the second where a relatively low power was fed to the Si target and a high one to the C target.

19

Structural and optical properties of vanadium oxides prepared by microwave-assisted reactive magnetron sputtering

Sieradzka K., Wojcieszak D., Kaczmarek D., Domaradzki J., Kiriakidis G., Aperathitis E., Kambilafka V., Placido F., Song S.

Optica Applicata

|

2011

|

Vol. 41, nr 2

463--469

EN

In this work, structural and optical properties of vanadium oxides have been presented. Thin films were manufactured by microwave-assisted magnetron sputtering process. Particles were sputtered from a vanadium target in Ar/O2 atmosphere. Oxygen partial pressure was changing from 3×10-4 to 7×10-4 Torr. After the deposition, the thin films were additionally annealed at 400 °C in ambient air in order to oxidize the films. Structural investigation was performed with the aid of X-ray diffraction measurements and Raman spectroscopy. The results obtained from both methods have revealed that as-deposited films were amorphous, while annealed films had V2O5 crystal form. Optical properties were determined by transmission measurements in the spectral range from 250 to 2500 nm. As-deposited films had low transmission (below 10%), but oxidization by additional annealing of the structure resulted in the increase of the transmission level up to about 20 and 43% at 650 nm wavelength for samples prepared under 3×10-4 and 7×10-4 Torr oxygen partial pressure, respectively. The analysis of the structure and optical properties of the thin films has revealed the influence of deposition parameters on the properties of vanadium oxides.

20

Otrzymywanie warstw SiCN metodą RF sputteringu

Stańczyk B., Jagoda A., Dobrzański L., Caban P., Możdżonek M.

Materiały Elektroniczne

|

2011

|

T. 39, nr 2

18-23

PL

Węglik i azotek krzemu są obiecującymi materiałami, które dzięki swym właściwościom mogą być wykorzystane do uzyskiwania różnego rodzaju przyrządów elektronicznych. Oba są wysoko temperaturowymi półprzewodnikami używanymi jako izolatory i stosowanymi jako bariery dyfuzji w urządzeniach mikroelektronicznych. SiCN znajduje liczne praktyczne zastosowania w ogniwach słonecznych, płaskich monitorach telewizyjnych, pamięciach optycznych, jako warstwy antyrefleksyjne. Kontrola parametrów procesu sputteringu pozwala na uzyskiwanie warstw o różnych właściwościach fizycznych i chemicznych np. o różnej przerwie energetycznej, od 2,86 V dla SiC do 5 eV dla Si3N4 [1]. W artykule opisane zostały właściwości warstw SiCN otrzymane metodą reaktywnego sputteringu z targetu węglika krzemu oraz w atmosferze argonowo - azotowej. SiCN osadzany był na podłożach Si(111) oraz na podłożach krzemowych z warstwą AlN. Skład, struktura, powierzchnia uzyskiwanych warstw była określana za pomocą metod diagnostycznych takich jak: dyfrakcja rentgenowska (XRD), spektroskopia masowa jonów wtórnych (SIMS), mikroskopia sil atomowych (AFM). Badano wpływ parametrów sputteringu na jakość warstw analizując widma transmisji i z zakresu podczerwieni i światła widzialnego.(FTIR - spektroskopia optyczna w zakresie podczerwieni).

EN

Silicon carbide and silicon nitride are prospective candidates for potential high-temperature structural applications because of their excellent mechanical properties [1]. Both are high-temperature semiconductor materials used as electrical insulators or diffusion barriers in microelectronic devices. Apparently, amorphous silicon carbide nitride (SiCxNy) has tenability over a very wide range of x and y. In this context, SiCXNY alloys are interesting materials, among which one can enumerate the SiC band gap (2,86eV) and insulating Si3N4 films (5eV) [1]. In our paper, we describe the properties of SiCN fabricated by magnetron sputtering from a silicon carbide target in a reactive atmosphere of nitrogen and argon. SiCN was deposited on both Si(111) substrates and silicon substrates with AlN layers. The composition, structure and surface roughness (RMS) of the SiCN films were characterized by X-Ray Diffraction (XRD), Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS), Atomic Force Microscopy (AFM), and Scanning Electron Microscopy (SEM).The influence of the gas composition, gas flow rate and working gas pressure on the quality of layers was examined by the analysis of the spectrum of Optical Absorption and by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR).