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Structural and mechanical properties of Al–C–N films deposited at room temperature by plasma focus device

Chinese Physics B 2016年第7期25卷 299-304页

作者： Z A Umar R Ahmad R S Rawat M A Baig J Siddiqui T Hussain National Centre for Physics Quaid-i-Azam University Campus Department of Physics GC University NSSE National Institute of Education Nanyang Technological University Centre for Advanced Studies in Physics GC University

The Al–C–N films are deposited on Si substrates by using a dense plasma focus（DPF） device with aluminum fitted central electrode（anode） and by operating the device with CH_4/N_2 gas admixture ratio of 1：1. XRD results verify the crystalline Al N（111） and Al_3CON（110） phase formation of the films deposited using multiple shots. The elemental compositions as well as chemical states of the deposited Al–C–N films are studied using xps analysis, which affirm Al–N, C–C, and C–N bonding. The FESEM analysis reveals that the deposited films are composed of nanoparticles and nanoparticle agglomerates. The size of the agglomerates increases at a higher number of focus deposition shots for multiple shot depositions. Nanoindentation results reveal the variation in mechanical properties（nanohardness and elastic modulus）of Al–C–N films deposited with multiple shots. The highest values of nanohardness and elastic modulus are found to be about 11 and 185 GPa, respectively, for the film deposited with 30 focus deposition shots. The mechanical properties of the films deposited using multiple shots are related to the Al content and C–N bonding.

关键词： dense plasma focus xps field emission scanning electron microscope elastic modulus

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