Ti-Al alloy films synthesized by ion-beam-enhanced deposition

Abstract

Ti-Al thin films were prepared by Ion Beam Enhanced Deposition (IBED), where the films were prepared by depositing Ti and Al vapor and simultaneous bombardment with Ar ions in the energy range of 2 - 20 keV. Experiments were undertaken using a compact IBED system with a bucket-type 2.45 GHz electron-cyclotron-resonance ion source and an electron beam evaporation source. Results on the Rutherford backscattering spectrometry have suggested the presence of intermixing layer between substrate and Ti-Al film deposited with simultaneous bombardment with argon ions. X-ray diffraction patterns indicated the formation of AlTi3, alpha-Ti(Al), beta-Ti(Al) and amorphous-like phases. The phase structure could be determined by the Ar ion energy and the Ar/(Ti+Al) transport ratio.

Ti-Al薄膜をイオンビーム蒸着(IBED)で調製した。薄膜はTiおよびAl蒸気の析出により調製したが、同時に2?20keVのエネルギー範囲でArイオン衝撃を行った。実験はバケット型の2.45GHz電子サイクロトロン共鳴イオン源と電子ビーム蒸発源を持つコンパクトなIBED(イオンビーム蒸着)装置を用いて行った。ラザフォード後方散乱分光分析を行った結果、アルゴンイオンの同時衝撃を行って蒸着したTi-Al膜と基板の間には相互混合層が存在することが分かった。X線回折図からは、AlTi3、αTi(Al)、βTi(Al)および非晶質相の形成が認められた。相構造は、ArイオンエネルギーとAr/(Ti+Al)移送比によって決まる。