زشد نانو لایه tacun به روش کند و پاش (dc magnetron sputtering) و مشخصه یابی آن

در این پایان نامه با توجه به خواص منحصر به فرد لایه های نازک، لایه نازک تانتالیم مس نیتراید (tacun) با استفاده از روش کندوپاش مغناطیسی جریان مستقیم، بر روی زیرلایه های سیلیکون، استیل و bk7 تهیه شد. هدفی که برای تولید لایه نازک tacun به کار برده شد، یک هدف ترکیبی شامل استوانه ای از جنس تانتالیم که سیمی از جنس مس به دور آن پیچیده شده بود که در آزمایشگاه ساخته شد. لایه نشانی در چهار مرحله با استفاده از مقدارهای مختلف گاز نیتروژن (در مخلوطی از گاز آرگون و نیتروژن) انجام شد. سپس با انجام آزمایشات مشخصه یابی، مشخصه های فیزیکی، اپتیکی، مکانیکی و الکتریکی لایه های تهیه شده و اثر مقدار گاز نیتروژن بر خواص لایه ها بررسی گردید. بعد از مشخصه یابی لایه ها، آنها تحت فرآیند بازپخت (در فضای گاز نیتروژن) به ترتیب در دماهای 450 و 700 به مدت 30 دقیقه قرار گرفتند. بلافاصله بعد از انجام فرآیند لایه نشانی، ساختار کریستالوگرافی و مورفولوژی سطح نمونه ها با استفاده از آنالیزهای xrd و afm مورد بررسی قرار گرفت. همچنین جهت بررسی خواص اپتیکی، میزان انعکاس و عبور از لایه ها، توسط دستگاه اسپکتروفوتومتری اندازه گیری شد که نتایج، نشان دهنده بالا بودن میزان عبور لایه ها در ناحیه مرئی و جذب بسیار کم توسط آنها در این ناحیه می باشد. از روی کمینه های طیف انعکاسی لایه ها، ضخامت آنها محاسبه شد و نتایج حاصل با یک درصد خطای کوچک بامقادیر حاصل از روش عملی همخوانی داشت.در راستای بررسی خواص مکانیکی، با استفاده از آزمایش نانو دندانه گذاری سختی لایه ها اندازه گیری و کاهش یافتن سختی آنها با افزایش درصد نیتروژن مشاهده گردید. همچنین در بررسی مقاومت الکتریکی لایه، عایق بودن آن تایید شد. بعد از انجام فرآیند بازپخت نیز ساختار کریستالوگرافی و مورفولوژی سطح نمونه ها (با استفاده از آنالیزهای xrd و afm)، میزان انعکاس از لایه ها و همچنین تغییرات ضریب شکست آنها مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آزمایش xrdگرفته شده از این نمونه ها بلافاصله بعد از انجام فرآیند لایه نشانی، نشان داد که هر چهار نمونه دارای ساختار آمورف هستند و برای لایه های بازپخت شده در دمای 450 تنها تشکیل صفحات کریستالی مس، و بعد از بازپخت در دمای 700 تشکیل ساختارهای کریستالی ترکیبات نیتریدی در لایه ها مشاهده شد. نتایج آزمایش afmدر هر سه مرحله نشان داد با افزایش مقدار نیتروژن زمختی سطح در ابتدا مقداری افزایش و سپس اندکی کاهش می یابد. دربررسی ضریب شکست لایه ها مشاهده شد که در یک طول موج ثابت، با افزایش مقدار نیتروژن در ساختارهای مشابه، مقدار ضریب شکست کاهش می یابد