压应力诱导亚稳结构过渡金属氮化物薄膜的离子束制备研究

自1999年zerr等合成了立方Si3N4后，对亚稳态立方氮化物的研究成为当今氮化物合成的最新亮点。Th3P4结构亚稳态氮化物Zr3N4属于超硬半导体材料，不仅在机械加工、电子和光学方面有重要的应用价值，还有可能成为重要的超导材料。本研究的重点是解决制备难度较大的Th3P4结构亚稳态氮化物Zr3N4薄膜的离子束制备关键问题，研究薄膜内应力在不同制备条件下变化规律及其形成机制和薄膜内应力对亚稳态氮化物薄膜的成分，结构和性能的影响规律，研究制备条件对亚稳态氮化物的成分、组织结构和性能的影响规律，提出亚稳态氮化物薄膜的离子束制备方法，确定亚稳态氮化物薄膜的形成条件，探讨亚稳态氮化物的离子束形成机制。研究结果将加深对亚稳态氮化物的形成条件和机制的认识，促进亚稳态氮化物薄膜的研究和应用。因而对亚稳态氮化物薄膜离子束制备的研究具有重要的理论价值和应用价值，有可能产生巨大经济效益和社会效益。

Th3P4结构亚稳态氮化物Zr3N4属于超硬半导体材料，不仅在机械加工、电子和光学方面有重要的应用价值，还有可能成为重要的超导材料。本研究通过设备改进和制备参数的优化等方法，提高了离子束沉积过程中氮气的离化率，强化了等离子对材料表面的轰击效果；形成了具有大于10GPa的高压内应力的高氮氮化物薄膜，满足了形成Th3P4结构亚稳态氮化物Zr3N4要求，研究了薄膜内应力影响规律，探讨薄膜内应力的形成机制；得到了制备难度较大的Th3P4结构亚稳态氮化物Zr3N4，研究了制备条件对亚稳态氮化物的成分、组织结构和性能的影响规律，确定了亚稳态氮化物薄膜的形成条件，探讨了亚稳态氮化物的离子束形成机制。研究结果加深对亚稳态氮化物离子束方法的形成条件和机制的认识，促进亚稳态氮化物的研究和应用。因而对亚稳态氮化物离子束制备的研究具有重要的理论价值和应用价值，有可能产生巨大经济效益和社会效益。