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研究報告
【年度】104
年研發成果
【項目】
研究報告
【領域】
關鍵技術科專
【類別】
機電運輸
| 計畫名稱 | 高階稀有綠能材料應用研究發展計畫 | | 報告名稱 | 高純度鉭金屬電子槍熔煉參數優化與薄膜應用技術研究(期末報告) | | 撰寫人 | 陳適範 | | 性質 | 技術 | | 內容摘要 | 本實驗以射頻磁控濺鍍法所製備的薄膜印證α相與β相共同存在，從X光繞射圖譜可以得知當固定濺鍍時間薄膜結晶性隨著濺鍍功率上升;而當濺鍍時間增加，β相出現的比例隨之下降。此外也可透過提升氬氣流量使α相生成，從薄膜的電性來看也符合這項推論。而氣體流量則是決定了濺鍍過程中激發撞擊靶材的離子量多寡，而這也影響了當原子沉積在基板上時的是否有累積足夠動能進行晶格排列。因此可以發現在氣體流量越少的情況，越不容易鍍出結晶α相。其中較為明顯的便是觀察55°的α特徵峰以及其他峰值右移現象，峰右移代表了結晶方向開始向著α相的趨勢變化，也印證了β相轉變為α相的過程。
利用單靶磁控共濺鍍製備出的非晶薄膜，可以透過改變靶材上金屬片來改變薄膜成分。非晶鉭鋯銅之薄膜膜厚約500nm，非晶鉭鈦銅之薄膜膜厚約450nm。
機械性質方面，非晶鉭鋯銅在Ta6Zr2Cu1有最高硬度10.58GPa，非晶鉭鈦銅在Ta3Ti5Cu1有最高硬度13.19GPa。薄膜之表面粗糙度非常的好，非晶鉭鋯銅平均僅0.25 nm，而非晶鉭鈦銅平均僅0.674nm。利用鉭靶通入氬氣、氮氣成功製備出氮化鉭薄膜，透過氮氣流量或著功率的改變發現TaNx晶格平面產生變化。隨著氮氣/氬氣比例的增加，從10 %增加至40 %，發現TaNx 電阻上升、結晶性變差(半高寬變大)，最終產生非晶。本研究以電子束熔煉技術進行鉭的一次精煉，可將純度為2N之鉭原料提升至3N8(99.984%)以上；且鑄錠中之氧含量可減少至5 ppm。本研究成功以田口法找出熔煉純鈦之最佳參數：熔煉功率-85 kW，精煉時間-10 Min，坩堝轉速-12 R.P.M |
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