Abstract
本研究配製Cu0.5-Ni-Al-Co-Cr-Fe-Ti系列之二元至七元合金靶材，並以射頻及直流濺鍍方式製成薄膜，並對微結構及電性質作一探討。此外為研究Al-Ni間強鍵結對合金微結構的影響，更配置Cu0.5-Ni-Co-Cr-Fe-Al-Ti系列合金薄膜加以比較。結果顯示隨著主要元素數目增多，薄膜XRD曲線的強度逐漸下降且峰形逐漸變得寬廣。顯示越多主元素時越傾向形成奈米晶，甚至非晶結構。薄膜的電阻率隨主元素數目增加而增加，基本上是由於晶粒越細化及晶格扭曲越嚴重的效應所致。Al的添加會使得薄膜的繞射峰強度上升及半高寬變小，顯示強鍵結元素會使結晶性較強及有序性增加，反而降低電阻率。直流濺鍍由於能量較大，鍍率較快。所得薄膜較射頻濺鍍具有較大的結晶性，較小的晶格扭曲及較強的X光繞射峰強度。在低溫電阻率分析方面，發現二元至七元的低溫電阻率溫度係數有所轉變，二元至四元成正溫度係數，五元趨於零，但六及七元薄膜成負溫度係數，再次顯示元素增加促進非晶質化的效果。以TEM觀察Cu0.5NiAlCoCr高熵合金射頻濺鍍薄膜的微結構，發現靠近基板部份，結構以FCC為主，隨著膜厚增加則轉為以BCC為主，晶粒大小約在15nm左右。高溫退火後薄膜內會分相生成富CoCr的新相，原有晶粒會有所成長。500℃退火後原BCC相產生有序化，使硬度大幅增加。700℃退火後則由於Al大量擴散至界面與SiO2反應，使膜中Al含量降低，結構因而轉為FCC相，硬度明顯降低。此外，薄膜的晶粒大小在700℃退火後僅成長至50-100nm，顯示晶粒相當穩定。