The use of an arc with a thermionic cathode burning in vapors of the anode material for the coating deposition provides high deposition rates, a controlled level of ion assistance, and the absence of microdroplets characteristic of a cathode arc. The use for this purpose of a low-pressure arc with a self-heating hollow cathode makes it possible to use an active gaseous medium for the synthesis of binary coatings, for example, nitride or oxide coatings. The rate of deposition of such coatings, their structure, and properties depend on such parameters of the discharge plasma as the plasma density and its electron temperature, the anode potential drop, the mass composition of the plasma, the degree of vapor ionization, and the degree of reactive gas dissociation. In this work, to diagnose the discharge plasma, probe diagnostics and optical emission spectroscopy were used. The results of measurements obtained in wide ranges of discharge current (5–30 A), reactive gas pressure (N2, 0.1–1 Pa), and evaporation rate of Al ((1.4–18)·10-5 g/cm2·s) are presented.
Тонкие пленки литий-проводящего ионного электролита LiPON перспективны для создания полностью твердотельных литий-ионных микробатарей. Однако наиболее распространенный метод получения таких пленок ВЧ магнетронным распылением имеет низкую производительность. Для увеличения скорости синтеза тонких пленок LiPON, мы использовали метод анодного испарения ортофосфата лития в азотной плазме дуги низкого давления. Показано, что анодное испарение Li3PO4 в дуге сопровождается интенсивным разложением паров Li3PO4, которое приводит к увеличению концентрации свободных атомов лития, как в плазме дуги, так и в объеме пленки. Высокая диффузионная подвижность атомов лития в пленки и их взаимодействие со свободными атомами кислорода, которые возникают в результате замещения атомами азота в структуре LiPON, способствуют образованию в растущей пленки включений с составом, отличным от состава LiPON. Этот эффект затрудняет получение однофазных LiPON пленок с однородной структурой и ухудшает ионную проводимость пленок. Предложен метод непрямого накала тигля с Li3PO4, который уменьшает взаимодействие плазмы разряда с плотным паром вблизи поверхности расплава. Представлены результаты измерения элементного состава пленок и их структуры. Снижение степени разложения паров позволило повысить скорость испарения Li3PO4 и получить LiPON пленки с ионной проводимостью до 2·10-6 (Ом·cм)-1 при скорости осаждения пленки до 15 нм/мин
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.