초록
아크-마그네트론 복합 공정법에 의해 Cu, Ag 도핑된 TiN 나노 복합 화합물 박막을 합성하고 각 금속원소 종류 및 함량에 따른 기계적 특성 및 나노 구조로의 상변화 거동을 관찰하였다. 합성된 박막은 약 40 ㎬의 높은 경도치를 나타내었으며 2 at% 미만의 낮은 금속 원소 함량에서 최대 경도간을 나타내었다. 금속 원소 함량이 증가할수록 결정립 미세화 및 다결정화가 진행되어 초고경도 특성을 나타내는 나노구조 박막이 합성되었으며 도핑되는 금속원소 종류에 따라 나노 구조로의 상변화 기구가 상이함을 관찰하였다. TiN 박막내 도핑된 Cu는 Ti와 일부 결합을 이루면서 Ti의 자리를 치환하는 것으로 나타났으나, Ag는 Ti와 결합을 이루거나 Ti 격자 자리를 치환하는 것이 아니라 독립적으로 결정립계에 존재하여 charge transfer만을 발생시키는 것으로 관찰되었다.
Ti-Cu-N and Ti-Ag-N nanocomposite films with various copper and silver contents were synthesized by arc ion plating and magnetron sputtering hybrid system. The structure and mechanical properties of these films were found to be dependant on the copper and silver concentration. The maximum hardness of Ti-Cu-N and Ti-Ag-N films showed approximately 40 ㎬ below 2 at%Me. The role of soft metallic phase in Ti-Me-N nanosturctured films containing one hard and one soft phase is also discussed.
