磁控溅射Cu-Nb和Cu-Mo薄膜结构与性能

刘国涛^1,2，孙勇^1,2，郭中正^1,2，吴大平^1,2，朱雪婷^1,2

1. 昆明理工大学稀贵及有色金属先进材料教育部重点实验室2. 昆明理工大学材料科学与工程学院

摘 要：采用磁控溅射制备含1.16%～15.8%（原子分数）Nb的Cu-Nb及含2.2%～27.8%Mo的Cu-Mo合金薄膜,井采用EDX、XRD、SEM、显微硬度仪和电阻计对薄膜的成分、结构和性能进行研究。结果表明,Nb和Mo的添加分别使Cu-Nb及Cu-Mo薄膜晶粒显著细化,Cu-Nb和Cu-Mo薄膜呈纳米晶结构,存在Nb在Cu中的fcc Cu（Nb）和Mo在Cu中的fcc Cu（Mo）非平衡亚稳过饱和固溶体,固溶度随Nb或Mo含量增加而上升。添加Nb和Mo显著提高Cu-Nb及Cu-Mo薄膜的显微硬度和电阻率,且随Nb或Mo含量增加而升高。经650℃热处理1h后,Cu-Nb和Cu-Mo薄膜显微硬度和电阻率均下降,且分析表明均发生基体相晶粒长大,并出现微米-亚微米级富Cu第二相,Cu-Nb及Cu-Mo薄膜结构和性能形成及演变的主要原因是添加的Nb、Mo引起的晶粒细化效应以及退火中基体相晶粒度的增大。

关键词：Cu-Nb合金薄膜;Cu-Mo合金薄膜;纳米晶结构;热处理;显微硬度;电阻率;