1. 3. Властивості тонких плівок нітриду титану (TiN) та їх використання

Нітрид титану - бінарна хімічна сполука титану з азотом. Являє собою фазу впровадження з широкою областю гомогенності, яка становить від 10 до 22,6% азоту (за масовою часткою), що можна позначити формулами від TiN_{0, 60} до TIN_{1, 0} відповідно [18].

1. 3. 1. Оптичні властивості тонких плівок ТіN

Оптичні спектри пропускання плівок, отриманих при концентрації N₂ 0,5%, показані на рис. 1.10, на якому спостерігають смугу пропускання у області довжин хвиль (300-1000 нм) і низьке пропускання в області більш високих довжин хвилі [18]. Відсоток пропускання і ширина смуги пропускання збільшується, і пік пропускання зміщується в бік вищих довжин хвилі (376-475 нм) із зменшенням товщини плівок λ.

Рис. 1. 10. Спектри пропускання плівок, отриманих при концентрації N₂ 0,5%. На вставці показано зсув довжини хвилі положення піку пропускання від товщини плівок.

Спектральні залежності оптичних постійних, таких як показник заломлення (n) і показник поглинання (k) плівок TiN, показані на рис. 1.11, 1.12. Показник заломлення n плівок різної товщини отриманих при концентрації N₂ 0,5 % показує схожу спектральну поведінку і володіє максимумом n при довжині хвилі ~ 300 нм і мінімумом в діапазоні довжин хвиль 500-600 нм.

Рис. 1. 11. Спектральні залежності показник заломлення (n) тонких плівок ТіN.

Показник поглинання k для цих плівок володіє мінімумом в діапазоні довжин хвиль 300-400 нм з різким збільшенням з довжиною хвилі. Також, плівки товщиною 60 нм, які отримувалися при різних концентраціях N₂ (3-34%) показали аналогічну спектральну поведінку n з мінімумом і максимумом в діапазонах довжин хвиль 500-530 нм і 372-450 нм відповідно.

Рис. 1.12. Спектральні залежності показник поглинання (k) тонких плівок ТіN.

Приведений літературний огляд свідчить про значну зацікавленість учених з усього світу у дослідженні тонких плівок ТіN з метою використання останніх для виготовлення захисних і декоративних покриттів, електричного контакту в ортопедичних протезах, суперконденсаторів, приладів електроніки і фотовольтаїки. Серед основних висновків до першого розділу слід виділити наступні:

1. Нітрид титану - це бінарна хімічна сполука титану з азотом, яка являє собою фазу впровадження з широкою областю гомогенності, яка становить від 10 до 22,6% азоту (за масовою часткою), що можна позначити формулами від TiN_{0, 60} до TIN_{1, 0} відповідно.

2. Аналіз фізичних властивостей тонких плівок нітриду титану показав, що тонкі плівки TiN можуть володіти як металевою так і напівпровідниковою провідністю, і які володіють вдалою сукупністю фізико-хімічних параметрів: низький питомий опір, досить високий коефіцієнт пропускання у видимій частині спектру, високий коефіцієнт відбивання в інфрачервоній частині спектра, висока твердість та зносостійкість.

3. Проаналізовано можливості застосування плівок нітриду титану, та встановлено, що ці плівки в останні роки застосовуються в різноманітних приладах електроніки та фотовольтаїки.