渗硼镀膜法制备TiBN薄膜的电子导电性及其潜在应用前景

报道一种新的TiBN薄膜制备方法和薄膜的导电性,该方法是以B_4C,SiC和KBF_4作为固体渗硼剂,钛粉末材料作为Ti源,采用低成本固体渗硼法(以下简称渗硼镀膜法)制备成TiBN薄膜。对该薄膜的电阻率进行了系统检测,发现薄膜具有优良的电子导电性,电阻率达到0.495×10^(-7)Ω·m,最好电阻率数值达到0.0778×10^(-7)Ω·m,优于用PVD方法在同样基体上制备的TiN薄膜的电阻率(82.7×10^(-7)Ω·m);优于Cu的电阻率(0.168×10^(-7)Ω·m);优于石墨的电阻率(平行于石墨层的(25～50)×10^(-7)Ω·m和垂直于石墨层的30000×10^(-7)Ω·m);优于无定型碳的电阻率((5000.0～8000.0)×10^(-7)Ω·m)。经300,400,500和600℃,5 h氧化处理的TiBN薄膜仍然保持良好的导电性(600℃时电阻率为0.641×10^(-7)Ω·m)。TiBN薄膜厚度为微米级,颗粒尺寸为纳米级,可用于制备新型、高效微电子器件、储能器电极、隔离体、集电体,在电子元件和储能器领域有潜在的应用前景。

立方型Ti-B-N的光学性质的计算

立方型TiBN材料的光学性质对于深刻理解TiBN薄膜材料的光学性质,以及监测和控制TiBN薄膜材料的生长过程起着重要作用。使用基于密度泛函理论的平面波超软赝势方法计算了立方型TiBN的电子结构和光学性质,给出了电子态密度、介电常数、吸收系数、反射力、折射系数、消光系数等计算结果,并对计算结果作了分析。态密度图显示,存在源于B的2p态的态密度峰,分析认为这对立方型TiBN的光学吸收造成了明显影响。同时还计算了立方型TiBN的色度坐标,并根据计算结果对工艺参量与TiBN薄膜材料色度坐标之间的联系作出了分析。