Упругие свойства слоистых нанокомпозитов на основе нитридов титана и кремния

Abstract

Проведено теоретическое исследование формирования упругих свойств многослойных пленок для перспективного класса нанокомпозитов на основе нитридов переходных металлов и кремния. Цель работы – изучение влияния соотношения толщин слоев и периода модуляции на упругие свойства слоистых TiN/Si[3]N[4]-нанокомпозитов. Для оценки эффективного модуля Юнга нанокомпозита в направлении, перпендикулярном слоям, использовались схемы усреднения по Фойгту и Рейссу с применением методики многомасштабного моделирования. Установлено, что при увеличении соотношения толщины нанокристаллического TiN-слоя к толщине аморфного Si[3]N[4]-слоя, а также периода модуляции имеет место увеличение эффективного модуля Юнга слоистого нанокомпозита. Показано, что в диапазоне толщин нанокристаллических TiN-слоев от 10 до 2 нм наблюдается значительное уменьшение их упругих модулей. С имеющимися экспериментальными данными сравнивались результаты моделирования. Они могут быть использованы для прогнозирования упругих свойств слоистых нанокомпозитов.