For the last decade, nanotwinned metals attracted intense research interest due to enhanced mechanical, electrical and functional properties accompanied with the unique microstructure. Focus of this research is the mechanical characterization of nanotwinned nickel-molybdenum-tungsten thin films deposited via magnetron direct current sputtering. By modifying of the chemical composition and the deposition rate, change in the fraction of twinned grain is observed: films with additional Mo content and/or films that were deposited at higher rate exhibited increased twin density. In order to evaluate the mechanical behavior, tensile tests and nanoindentation experiments were conducted. The as-deposited film with partially twinned (~59%) microstructure exhibits linear elastic response with fracture strength of 1.4 GPa. Hardness of the film increased from 7.3 GPa to 9.36 GPa with increasing density of twinned grains.
지난 10여 년간 나노쌍정 미세구조를 포함한 금속은 독특한 미세구조로 인한 향상된 기계적, 전기적 성질을 보여 연구가 활발히 진행되어왔다. 본 학위논문에서는 마그네트론 직류 스퍼터링으로 증착된 나노쌍정 구조를 지닌 니켈-몰리브데넘-텅스텐 박막의 미세구조-기계적 특성의 관계에 대해 고찰하였다. 몰리브데넘을을 추가 함량하거나 고증착률에서 증착하였을 때 고밀도 쌍정구조를 형성할 수 있음을 확인하였고, 쌍정구조가 분포하는 박막에 대한 기계적 특성을 평가하기 위해 인장실험과 나노인덴테이션 실험을 진행하였다. 열처리를 하지 않은 박막은 1.4 GPa의 인장강도를 보였으며, 또한 쌍정구조의 밀도에 따라 박막의 경도가 7.3 GPa에서 9.36 GPa까지 증가함을 확인하였다.
