การเตรียมและศึกษาลักษณะเฉพาะของฟิล์มบางวานาเดียมไนไตรด์ที่เคลือบด้วยเทคนิครีแอกทีฟแมกนีตรอนสปัตเตอริง

Abstract

ฟิล์มบางวาเนเดียมไนไตรด์ (VN) เคลือบบนกระจกสไลด์และแผ่นซิลิกอน ด้วยวิธีรีแอคทีฟแมกนีตรอนสปัตเตอริง เพื่อศึกษาผลของอัตราไหลแก๊สไนโตรเจนและกระแสไฟฟ้าต่อโครงสร้างฟิล์ม ลักษณะเฉพาะของฟิล์มที่เคลือบได้ศึกษาด้วยเทคนิค XRD, AFM, EDS และ FE-SEM ผลการศึกษาพบว่าฟิล์มที่เคลือบได้มีโครงสร้างผลึกแบบเฟซเซนเตอร์คิวบิค (fcc) ที่ระนาบ (111), (200), (220) และ (311) ตามฐานข้อมูล JCPDS เลขที่ 89-5265 โครงสร้างของฟิล์มที่เคลือบได้แปรตามอัตราไหลแก๊สไนโตรเจนและกระแสไฟฟ้าที่ใช้ในกระบวนการเคลือบ โดย (1) กรณีแปรค่าอัตราไหลแก๊สไนโตรเจน ขนาดผลึกมีค่าลดลงจาก 77 nm เป็น 47 nm เมื่อเพิ่มอัตราไหลแก๊สไนโตรเจน ส่วนความหนาและความหยาบผิวมีค่าลดลงจาก 1415 nm เป็น 859 nm และ 26 nm เป็น 12 nm ตามลำดับ โดยค่าคงที่แลตทิซมีค่าในช่วง 4.107 – 4.127 Å ทั้งนี้ผลการวิเคราะห์ภาคตัดขวางแสดงให้เห็นว่าฟิล์มมีโครงสร้างแบบคอลัมนาร์และมีลักษณะแน่นมากขึ้นตามอัตราไหลแก๊สไนโตรเจน ฟิล์มที่เคลือบได้มีวาเนเดียมและไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในอัตราส่วนต่าง ๆ แปรค่าตามอัตราไหลแก๊สไนโตรเจน และ (2) กรณีแปรค่ากระแสไฟฟ้า ขนาดผลึกมีค่าเพิ่มขึ้นจาก 58 nm เป็น 76 nm เมื่อเพิ่มกระแสไฟฟ้า ส่วนความหนาฟิล์มมีค่าเพิ่มขึ้น จาก 443 nm เป็น 1415 nm ขณะที่ความหยาบผิวมีค่าลดลงจาก และ 26 nm เป็น 12 nm โดยค่าคงที่แลตทิซมีค่าในช่วง 4.107 – 4.118 Å ผลการวิเคราะห์ภาคตัดขวางแสดงให้เห็นว่าฟิล์มมีโครงสร้างแบบคอลัมนาร์ ฟิล์มที่เคลือบได้มีวาเนเดียมและไนโตรเจนเป็นส่วนประกอบในอัตราส่วนต่าง ๆ แปรค่าตามกระแสไฟฟ้า