| 研究概要 |
反応スパッタ法により作製したCrNの非化学量論性と物性の相関を明らかにした後、CrN/CN_x,CrN/TiNなどの多層膜を作製し、X線回折とRBSにより評価した構造と微小硬度の相関を検討した。CrN/CN_x多層膜では、基板温度が室温でるとき、人工周期3nm、CrN層/CN_x層の膜厚比3:1の試料が最大硬度を示し、CrN単層膜の約1.2倍、CN_x単層膜の約1.5倍の地であることを明らかにした。また、硬度のCrN層/CN_x層の膜厚比に対する依存性が最も大きく、人工周期の増大とともに硬度は低下したが、岩塩型窒化クロム無配向微結晶層と非晶質窒化炭素層が交互に積層した構造には変化が泣く、硬度の増大に対応する構造的特異性はみられなかった。最大硬度を示す設計膜厚で基板温度を300℃として作製すると硬度は増大したが、基板温度を400℃とすると層縄紋構造が形成されなくなり、硬度の値も低下した。CrN層/Tin多層膜では、良好な岩塩型[111]配向性を示す試料が得られたが、界面における相互拡散層が1.0nm以上あり、微小硬度の値は同一条件で作製したCrNおよびTiN単層膜の微小硬度値の平均値に近く、顕著な硬度の人工周期依存性はみられなかった。以上のように、CrN/CNxの多層膜は弾性異常を示すことが明かとなったが、すでに弾性異常を示すことが報告されているTiN/CN_xおよびZrN/CN_x人工格子と比較すると、遷移金属窒化仏層が窒化炭素層より厚く人工周期が3nm以下の短周期人工格子で硬度が高くなる点は同様であるが、遷移金属窒化物層の結晶子サイズおよび界面構造に違いがみられることが判明した。
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