ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА ПОДЛОЖЕК И ПОТЕНЦИАЛА СМЕЩЕНИЯ НА ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Ti–Al–C–N ПОКРЫТИЙ

Покрытия Ti–Al–C–N формировались методом реактивного магнетронного осаждения при различных температурах нагрева Ts (220, 340 и 440 °C) и потенциалах смещения Uсм (–90, –150 и –200 В) на подложке. Методом энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии установлено, что повышение Uсм приводит к увеличению атомарной концентрации аргона и соотношения (Al + Ti) / (Ti + N) и уменьшению концентрации кислорода в составе покрытий Ti–Al–C–N, а повышение Ts способствует уменьшению фоновой концентрации кислорода. С помощью растровой электронной микроскопии зафиксирована смена типа структуры покрытий (столбчатая, зернистая и смешанная столбчато-зернистая) при изменении Ts и Uсм. Электрофизические измерения показали изменение удельных сопротивлений пленок в пределах от 1982 до 3169 мкОм · см при изменении технологических условий осаждения. При варьировании Ts и Uсм коэффициенты солнечного поглощения αs менялись в пределах от 0,24 до 0,54, излучения – от 0,33 до 0,52, и соотношения αs / ε – от 0,60 до 1,44. Полученные результаты свидетельствуют о возможности варьирования электрофизических и оптических характеристик пленок Ti–Al–C–N путем выбора оптимальных условий их формирования – температуры нагрева подложки и потенциала смещения.

1. Baturkin, V. Micro-satellites thermal control-concepts and components / V. Baturkin // Acta Astronaut. – 2005. – Vol. 56, N 1–2. – P. 161–170. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2004.09.003

2. Titanium–aluminum–nitride coatings for satellite temperature control / M. Brogren [et al.] // Thin Solid Films. – 2000. – Vol. 370, N 1–2. – P. 268–277. https://doi.org/10.1016/s0040-6090(00)00914-7

3. Characterization and temperature controlling property of TiAlN coatings deposited by reactive magnetron co-sputtering / J. T. Chen [et al.] // J. Alloys Compd. – 2009. – Vol. 472, N 1–2. – P. 91–96. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.04.083

4. Selvakumar, N. Review of physical vapor deposited (PVD) spectrally selective coatings for mid- and high-temperature solar thermal applications / N. Selvakumar, H. C. Barshilia // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. – 2012. – Vol. 98. – P. 1–23. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2011.10.028

5. TixAlyN coatings for temperature control of spacecraft / M. Brogren [et al.] // EUROPTO Conference on Advances in Optical Interference Coatings. – 1999. – Vol. 3738. – P. 493–501. https://doi.org/10.1117/12.360120

6. Система контроля расхода газов для применения в технологии реактивного магнетронного распыления / И. М. Климович [и др.] // Приборы и методы измерений. – 2015. – Т. 6, № 2. – С. 139–147.

7. Бурмаков, А. П. Система управления газовым напуском для магнетронных технологий нанесения пленочных покрытий / А. П. Бурмаков, В. Н. Кулешов, А. В. Столяров // Международный конгресс по информатике: Информационные системы и технологии. – Минск: БГУ, 2016. – С. 771–776.

8. Eriksson, T. S. Infrared optical properties of silicon oxynitride films: Experimental data and theoretical interpretation / T. S. Eriksson, C. G. Granqvist // J. Appl. Phys. – 1986. – Vol. 60, N 6. – P. 2081–2091. https://doi.org/10.1063/1.337212

9. Veszelei, M. Optical properties and equilibrium temperatures of titanium-nitride-and graphite-coated Langmuir probes for space application / M. Veszelei, E. Veszelei // Thin Solid Films. – 1993. – Vol. 236, N 1–2. – P. 46–50. https://doi. org/10.1016/0040-6090(93)90640-b

10. Influence of oxygen impurities on growth morphology, structure and mechanical properties of Ti–Al–N thin films / H. Riedl [et al.] // Thin Solid Films. – 2016. – Vol. 603. – P. 39–49. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2016.01.039

11. Ustel, F. The Influence of the Ion Bombardment Conditions on the Oxidation Behavior of Sputtered TiN Coatings / F. Ustel, P. H. Mayrhofer, C. Mitterer // Prakt. Met. – 2002. – Vol. 39, N 39. – P. 587–598.

12. Microstructural evolution during film growth / I. Petrov [et al.] // J. Vac. Sci. Technol. A Vacuum, Surfaces, Film. – 2003. – Vol. 21, N 5. – P. S117–S128. https://doi.org/10.1116/1.1601610

13. Crystal growth and microstructure of polycrystalline Ti1−xAlxN alloy films deposited by ultra-high-vacuum dual-target magnetron sputtering / U. Wahlström [et al.] // Thin Solid Films. – 1993. – Vol. 235, N 1–2. – P. 62–70. https://doi. org/10.1016/0040-6090(93)90244-j

14. Effect of Al content, substrate temperature and nitrogen flow on the reactive magnetron co-sputtered nanostructure in TiAlN thin films intended for use as barrier material in DRAMs / R. Jalali [et al.] // J. Korean Phys. Soc. – 2015. – Vol. 66, N 6. – P. 978–983. https://doi.org/10.3938/jkps.66.978

15. Effects of deposition and post-annealing conditions on electrical properties and thermal stability of TiAlN films by ion beam sputter deposition / S.-Y. Lee [et al.] // Thin Solid Films. – 2006. – Vol. 515, N 3. – P. 1069–1073. https://doi. org/10.1016/j.tsf.2006.07.172