纳米压痕方法测量超薄钛薄膜弹性模量的研究

作者：赵波慧; 刘燕萍; 张跃飞; 吕俊霞^*

来源：热加工工艺, 2019, 48(16): 92-101.

DOI：10.14158/j.cnki.1001-3814.2019.16.022

• 纳米压痕
• 超薄钛薄膜
• 弹性模量
• 力学性能

利用直流磁控溅射(DCMS)在(100)方向的硅片上沉积厚度为60、90、120、180 nm的钛薄膜。采用布鲁克原子力显微镜(AFM)以及扫描电镜/扫描探针显微镜(SEM/SPM)联合测试系统分别对其进行纳米压痕试验,并通过赫兹理论和King模型求得其弹性模量值。由布鲁克原子力显微镜(AFM)得到的结果表明,厚度为60～180 nm的钛薄膜弹性模量在(95±2) GPa～(132±6)GPa;对于同一厚度的钛薄膜,在不同的峰值力下,其弹性模量均随着压入深度的增加而减小;而且对于不同厚度的钛薄膜,在相同的峰值力下,其弹性模量随薄膜厚度的增加而减小。另外,采用SEM/SPM联合测试系统得到钛薄膜的弹性模量同样随着薄膜厚度的增大而减小。

• 单位
  北京工业大学; 太原理工大学