磁控溅射 (Al,V)2O3 涂层的相组成与相变
材料科学
2019-08-21 v2
摘要
在 550 {\deg}C 下通过脉冲直流反应溅射沉积在 Si(100) 上制备了 x 从 0 到 1 变化的 (Al1-xVx)2O3 涂层。XRD 显示根据涂层中 V 金属比例的不同呈现三种晶体结构：100 at.% V 时为 {\alpha}-V2O3 菱方结构，中间区域（63 - 42 at.% V）为缺陷尖晶石结构。在较低 V 含量（18 和 7 at.%）时，观察到类 γ-氧化铝固溶体，其 d 间距相较于纯 {\gamma}-Al2O3 增大。微观结构从 {\alpha}-V2O3 的大柱状刻面晶粒，随钒含量降低趋向纯 {\gamma}-Al2O3 转变为较小的等轴晶粒。在空气中退火后，分别在 42 at.% V 退火至 500 {\deg}C 和 18 at.% V 金属比例退火至 700 {\deg}C 时，涂层表面形成 V2O5 晶体。纯 {\gamma}-Al2O3 涂层表现出最高的热稳定性，其在退火至 1100{\deg}C 后转变为 {\alpha}-Al2O3。在富 Al 的氧化物中观察到最高硬度，约 24 GPa。后者随 V 含量（大于 7 at.% V 金属比例）增加而下降。空气中退火后测得的硬度随涂层进一步氧化的开始而降低。
引用
@article{arxiv.1905.06714,
title = {Phase composition and transformations in magnetron-sputtered (Al,V)2O3 coatings},
author = {L. Landälv and C-F. Carlström and J. Lu and Daniel Primetzhofer and M. J. Jõesaar and M. Ahlgren and E. Göthelid and B. Alling and L. Hultman and P. Eklund},
journal= {arXiv preprint arXiv:1905.06714},
year = {2019}
}