Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition
To determine the patterns of structural engineering of vacuum-arc coatings based on niobium nitride in the NbN/Cu multilayer composition, the effect of layer thickness and bias potential on the structural-phase state and physico-mechanical characteristics of vacuum-arc coatings was studied. It was f...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Вопросы атомной науки и техники |
|---|---|
| Дата: | 2019 |
| Автори: | , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195212 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition / O.V. Sobol’, A.A. Andreev, V.A. Stolbovoy, D.A. Kolesnikov, M.G. Kovaleva, A.A. Meylekhov, Н.О. Postelnyk, А.V. Dolomanov, Yu.Ye. Sagaidashnikov, Zh.V. Kraievska // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 5. — С. 147-153. — Бібліогр.: 23 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1862732682215030784 |
|---|---|
| author | Sobol’, O.V. Andreev, A.A. Stolbovoy, V.A. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Meylekhov, A.A. Postelnyk, Н.О. Dolomanov, А.V. Sagaidashnikov, Yu.Ye. Kraievska, Zh.V. |
| author_facet | Sobol’, O.V. Andreev, A.A. Stolbovoy, V.A. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Meylekhov, A.A. Postelnyk, Н.О. Dolomanov, А.V. Sagaidashnikov, Yu.Ye. Kraievska, Zh.V. |
| citation_txt | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition / O.V. Sobol’, A.A. Andreev, V.A. Stolbovoy, D.A. Kolesnikov, M.G. Kovaleva, A.A. Meylekhov, Н.О. Postelnyk, А.V. Dolomanov, Yu.Ye. Sagaidashnikov, Zh.V. Kraievska // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 5. — С. 147-153. — Бібліогр.: 23 назв. — англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Вопросы атомной науки и техники |
| description | To determine the patterns of structural engineering of vacuum-arc coatings based on niobium nitride in the NbN/Cu multilayer composition, the effect of layer thickness and bias potential on the structural-phase state and physico-mechanical characteristics of vacuum-arc coatings was studied. It was found that the metastable δ-NbN phase (cubic crystal lattice, structural type NaCl) is formed in thin layers (about 8 nm thick) regardless of Ub. With a greater thickness of the layers of niobium nitride (in the multilayer NbN/Cu composition), the phase composition changes from metastable δ-NbN to the equilibrium ε-NbN phase with a hexagonal crystal lattice. An increase in the bias potential during deposition from -50 to -200 V mainly affects the change in the preferential orientation of crystallite growth. The highest hardness (28.2 GРa) and adhesive resistance is achieved in coatings obtained at Ub = -200 V with the smallest ayer thickness. The highest hardness corresponds to the structurally deformed state in which the crystallite texture is formed with the [100] axis perpendicular to the growth surface, as well as a large microstrain (1.5%) in crystallites.
Для визначення закономірностей структурної інженерії вакуумно-дугових покриттів на основі нітриду ніобію в багатошарової композиції NbN/Cu досліджено впливи товщини шарів і потенціалу зсуву на структурно-фазовий стан і фізико-механічні характеристики вакуумно-дугових покриттів. Встановлено, що в тонких шарах (товщиною близько 8 нм) незалежно від Ub відбувається формування метастабільної
δ-NbN-фази (кубічна кристалічна решітка, структурний тип NaCl). При більшій товщині шарів нітриду ніобію (у багатошаровій композиції NbN/Cu) відбувається зміна фазового складу від метастабільної δ-NbN-фази до рівноважної ε-NbN-фази з гексагональною кристалічною решіткою. Збільшення потенціалу зсуву при осадженні від -50 до -200 В в основному впливає на зміну переважної орієнтації зростання кристалітів. Найбільша твердість (28,2 ГПа) і адгезійна стійкость досягаються в покриттях, отриманих при Ub = -200 В i найменшій товщині шарів. Найбільшій твердості відповідає структурно-деформований стан, при якому формується текстура кристалітів з віссю [100], перепендикулярною поверхні зростання, а також велика мікродеформація (1,5%) у кристалітах.
Для определения закономерностей структурной инженерии вакуумно-дуговых покрытий на основе нитрида ниобия в многослойной композиции NbN/Cu изучены влияния толщины слоев и потенциала смещения на структурно-фазовое состояние и физико-механические характеристики вакуумно-дуговых покрытий. Установлено, что в тонких слоях (толщиной около 8 нм) вне зависимости от Ub происходит формирование метастабильной δ-NbN-фазы (кубическая кристаллическая решетка, структурный тип NaCl). При большей толщине слоев нитрида ниобия (в многослойной композиции NbN/Cu) происходит изменение фазового состава от метастабильной δ-NbN-фазы до равновесной ε-NbN-фазы с гексагональной кристаллической решеткой. Увеличение потенциала смещения при осаждении от -50 до -200 В в основном влияет на изменение преимущественной ориентации роста кристаллитов. Наибольшая твердость (28,2 ГПа) и адгезионная стойкость достигаются в покрытиях, полученных при Ub = -200 В и наименьшей толщине слоев. Наибольшей твердости соответствует структурно-деформированное состояние, при котором формируется текстура кристаллитов с осью [100], перепендикулярной поверхности роста, а также большая микродеформация (1,5%) в кристаллитах.
|
| first_indexed | 2025-12-07T19:32:55Z |
| format | Article |
| fulltext | |
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-195212 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1562-6016 |
| language | English |
| last_indexed | 2025-12-07T19:32:55Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Sobol’, O.V. Andreev, A.A. Stolbovoy, V.A. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Meylekhov, A.A. Postelnyk, Н.О. Dolomanov, А.V. Sagaidashnikov, Yu.Ye. Kraievska, Zh.V. 2023-12-03T15:29:42Z 2023-12-03T15:29:42Z 2019 Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition / O.V. Sobol’, A.A. Andreev, V.A. Stolbovoy, D.A. Kolesnikov, M.G. Kovaleva, A.A. Meylekhov, Н.О. Postelnyk, А.V. Dolomanov, Yu.Ye. Sagaidashnikov, Zh.V. Kraievska // Problems of atomic science and technology. — 2019. — № 5. — С. 147-153. — Бібліогр.: 23 назв. — англ. 1562-6016 PACS: 81.07.Bc, 61.05.сp, 68.55.jm, 61.82.Rx https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195212 To determine the patterns of structural engineering of vacuum-arc coatings based on niobium nitride in the NbN/Cu multilayer composition, the effect of layer thickness and bias potential on the structural-phase state and physico-mechanical characteristics of vacuum-arc coatings was studied. It was found that the metastable δ-NbN phase (cubic crystal lattice, structural type NaCl) is formed in thin layers (about 8 nm thick) regardless of Ub. With a greater thickness of the layers of niobium nitride (in the multilayer NbN/Cu composition), the phase composition changes from metastable δ-NbN to the equilibrium ε-NbN phase with a hexagonal crystal lattice. An increase in the bias potential during deposition from -50 to -200 V mainly affects the change in the preferential orientation of crystallite growth. The highest hardness (28.2 GРa) and adhesive resistance is achieved in coatings obtained at Ub = -200 V with the smallest ayer thickness. The highest hardness corresponds to the structurally deformed state in which the crystallite texture is formed with the [100] axis perpendicular to the growth surface, as well as a large microstrain (1.5%) in crystallites. Для визначення закономірностей структурної інженерії вакуумно-дугових покриттів на основі нітриду ніобію в багатошарової композиції NbN/Cu досліджено впливи товщини шарів і потенціалу зсуву на структурно-фазовий стан і фізико-механічні характеристики вакуумно-дугових покриттів. Встановлено, що в тонких шарах (товщиною близько 8 нм) незалежно від Ub відбувається формування метастабільної
 δ-NbN-фази (кубічна кристалічна решітка, структурний тип NaCl). При більшій товщині шарів нітриду ніобію (у багатошаровій композиції NbN/Cu) відбувається зміна фазового складу від метастабільної δ-NbN-фази до рівноважної ε-NbN-фази з гексагональною кристалічною решіткою. Збільшення потенціалу зсуву при осадженні від -50 до -200 В в основному впливає на зміну переважної орієнтації зростання кристалітів. Найбільша твердість (28,2 ГПа) і адгезійна стійкость досягаються в покриттях, отриманих при Ub = -200 В i найменшій товщині шарів. Найбільшій твердості відповідає структурно-деформований стан, при якому формується текстура кристалітів з віссю [100], перепендикулярною поверхні зростання, а також велика мікродеформація (1,5%) у кристалітах. Для определения закономерностей структурной инженерии вакуумно-дуговых покрытий на основе нитрида ниобия в многослойной композиции NbN/Cu изучены влияния толщины слоев и потенциала смещения на структурно-фазовое состояние и физико-механические характеристики вакуумно-дуговых покрытий. Установлено, что в тонких слоях (толщиной около 8 нм) вне зависимости от Ub происходит формирование метастабильной δ-NbN-фазы (кубическая кристаллическая решетка, структурный тип NaCl). При большей толщине слоев нитрида ниобия (в многослойной композиции NbN/Cu) происходит изменение фазового состава от метастабильной δ-NbN-фазы до равновесной ε-NbN-фазы с гексагональной кристаллической решеткой. Увеличение потенциала смещения при осаждении от -50 до -200 В в основном влияет на изменение преимущественной ориентации роста кристаллитов. Наибольшая твердость (28,2 ГПа) и адгезионная стойкость достигаются в покрытиях, полученных при Ub = -200 В и наименьшей толщине слоев. Наибольшей твердости соответствует структурно-деформированное состояние, при котором формируется текстура кристаллитов с осью [100], перепендикулярной поверхности роста, а также большая микродеформация (1,5%) в кристаллитах. en Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України Вопросы атомной науки и техники Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition Структурна інженерія NbN/Cu багатошарових покриттів шляхом зміни товщини шарів і величини потенціалу зсуву при осадженні Структурная инженерия NbN/Cu многослойных покрытий путем изменения толщины слоев и величины потенциала смещения при осаждении Article published earlier |
| spellingShingle | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition Sobol’, O.V. Andreev, A.A. Stolbovoy, V.A. Kolesnikov, D.A. Kovaleva, M.G. Meylekhov, A.A. Postelnyk, Н.О. Dolomanov, А.V. Sagaidashnikov, Yu.Ye. Kraievska, Zh.V. Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies |
| title | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition |
| title_alt | Структурна інженерія NbN/Cu багатошарових покриттів шляхом зміни товщини шарів і величини потенціалу зсуву при осадженні Структурная инженерия NbN/Cu многослойных покрытий путем изменения толщины слоев и величины потенциала смещения при осаждении |
| title_full | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition |
| title_fullStr | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition |
| title_full_unstemmed | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition |
| title_short | Structural engineering of NbN/Cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition |
| title_sort | structural engineering of nbn/cu multilayer coatings by changing the thickness of the layers and the magnitude of the bias potential during deposition |
| topic | Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies |
| topic_facet | Physics of radiotechnology and ion-plasma technologies |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/195212 |
| work_keys_str_mv | AT sobolov structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT andreevaa structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT stolbovoyva structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT kolesnikovda structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT kovalevamg structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT meylekhovaa structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT postelnykno structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT dolomanovav structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT sagaidashnikovyuye structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT kraievskazhv structuralengineeringofnbncumultilayercoatingsbychangingthethicknessofthelayersandthemagnitudeofthebiaspotentialduringdeposition AT sobolov strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT andreevaa strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT stolbovoyva strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT kolesnikovda strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT kovalevamg strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT meylekhovaa strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT postelnykno strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT dolomanovav strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT sagaidashnikovyuye strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT kraievskazhv strukturnaínženeríânbncubagatošarovihpokrittívšlâhomzmínitovŝinišarívíveličinipotencíaluzsuvupriosadženní AT sobolov strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT andreevaa strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT stolbovoyva strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT kolesnikovda strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT kovalevamg strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT meylekhovaa strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT postelnykno strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT dolomanovav strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT sagaidashnikovyuye strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii AT kraievskazhv strukturnaâinženeriânbncumnogosloinyhpokrytiiputemizmeneniâtolŝinysloeviveličinypotencialasmeŝeniâpriosaždenii |