Cathodic cage, operating in the plasma nitriding mode, has been widely applied to improve the mechanical properties of steel surfaces. This paper investigated the use of this method for the deposition of titanium nitride films on a glass substrate, demonstrating its promising application in nanostructured materials with good electrical and optical properties. 300 nm thick films were grown varying the N2/H2 gas ratio for a fixed working pressure of 1 Torr and a cage temperature of 460 °C. The formation of a single-phase tetragonal δ'-Ti2 − xN structure was shown possible by means of controlling the N2/H2 gas ratio flux. The Ti2 − xN films have shown modified electrical and optical properties, such as a different charge carrier density, resistivity, transmittance, and gap energy.

1.
C.
Alves
,
F. O.
de Araújo
,
K. J. B.
Ribeiro
,
J. A. P.
da Costa
,
R. R. M.
Sousa
, and
R. S.
de Sousa
,
Surf. Coat. Technol.
201
,
2450
(
2006
).
2.
C.
Zhao
,
C. X.
Li
,
H.
Dong
, and
T.
Bell
,
Surf. Coat. Technol.
201
,
2320
(
2006
).
3.
A. D.
White
,
J. Appl. Phys.
30
,
711
(
1959
).
4.
B. C. E. S.
Kurelo
,
G. B.
de Souza
,
S. L.
Rutz da Silva
,
N.
de F. Daudt
,
C.
Alves
,
R. D.
Torres
, and
F. C.
Serbena
,
Surf. Coat. Technol.
275
,
41
(
2015
).
5.
M.
Naeem
,
M.
Zaka-ul-Islam
,
M.
Shafiq
,
M. I.
Bashir
,
J. C.
Díaz-Guillén
, and
M.
Zakaullah
,
Surf. Coat. Technol.
309
,
738
(
2017
).
6.
M.
Naeem
,
M.
Shafiq
,
M.
Zaka-ul-Islam
,
M. I.
Bashir
,
J. C.
Díaz-Guillén
,
C. M.
Lopez-Badillo
, and
M.
Zakaullah
,
J. Alloys Compd.
721
,
307
(
2017
).
7.
L.
Yang
,
F. Y.
Zhang
,
M. F.
Yan
, and
M. L.
Zhang
,
Appl. Surf. Sci.
292
,
225
(
2014
).
8.
N. D. F.
Daudt
and
J. C. P.
Barbosa
,
Mater. Res.
16
,
766
(
2013
).
9.
R. R. M.
Sousa
,
F. O.
Araujo
,
T. H.
Costa
,
I. O.
Nascimento
,
F. E.
Santos
,
C. A.
Junior
, and
M. C.
Feitor
,
Mater. Res.
18
,
347
(
2015
).
10.
R. R. M.
de Sousa
,
P. S.
Sato
,
B. C.
Viana
,
C.
Alves
,
A.
Nishimoto
, and
P. A. P.
Nascente
,
J. Vac. Sci. Technol. A
33
,
041502
(
2015
).
11.
M.
Yuste
,
R. E.
Galindo
,
O.
Sánchez
,
D.
Cano
,
R.
Casasola
, and
J. M.
Albella
,
Thin Solid Films
518
,
5720
(
2010
).
12.
P.
Roquiny
,
F.
Bodart
, and
G.
Terwagne
,
Surf. Coat. Technol.
116
,
278
(
1999
).
13.
R.
Kroger
,
M.
Eizenberg
,
C.
Marcadal
, and
L.
Chen
,
J. Appl. Phys.
91
,
5149
(
2002
).
14.
J.
Bonse
,
S. V.
Kirner
,
R.
Koter
,
S.
Pentzien
,
D.
Spaltmann
, and
J.
Krüger
,
Appl. Surf. Sci.
418
,
572
(
2017
).
15.
M. S. R. N.
Kiran
,
M. G.
Krishna
, and
K. A.
Padmanabhan
,
Appl. Surf. Sci.
255
,
1934
(
2008
).
16.
Y.
Igasaki
and
H.
Mitsuhashi
,
J. Appl. Phys.
68
,
2439
(
1990
).
17.
C.
Ruset
,
E.
Grigore
,
G.
Collins
,
K.
Short
,
F.
Rossi
,
N.
Gibson
,
H.
Dong
, and
T.
Bell
,
Surf. Coat. Technol.
174
,
698
(
2003
).
18.
K.
De Bruyn
,
J. P.
Celis
,
J. R.
Roos
,
L. M.
Stals
, and
M.
Van Stappen
,
Wear
181
,
856
(
1995
).
19.
J. I.
Goldstein
,
D. E.
Newbury
,
P.
Echlin
,
D. C.
Joy
,
C.
Fiori
, and
E.
Lifshin
, in
Scanning Electron Microscopy and X-Ray Microanalysis
(
Springer
,
Boston
,
MA
,
1981
), pp.
53
122
.
20.
M.
Miler
and
B.
Mirtič
,
Geologija
56
,
5
(
2013
).
21.
A.
Garscadden
and
R.
Nagpal
,
Plasma Sources Sci. Technol.
4
,
268
(
1995
).
22.
S.
Kanamori
,
Thin Solid Films
136
,
195
(
1986
).
23.
L.-J.
Meng
and
M. P.
Dos Santos
,
Surf. Coat. Int.
90
,
64
(
1997
).
24.
J.
Kim
,
E.
Lee
,
J.
Baek
, and
W.
Lee
,
Thin Solid Films
305
,
103
(
1997
).
25.
Y. L.
Jeyachandran
,
S. K.
Narayandass
,
D.
Mangalaraj
,
S.
Areva
, and
J. A.
Mielczarski
,
Mater. Sci. Eng. A
445
,
223
(
2007
).
26.
P. E.
Schmid
,
M.
Sunaga
, and
F.
Lévy
,
J. Vac. Sci. Technol. A
16
,
2870
(
1998
).
27.
J. P.
Schaffer
,
A. J.
Perry
, and
J.
Brunner
,
J. Vac. Sci. Technol. A
10
,
193
(
1992
).
28.
S. H.
Keshmiri
,
M.
Rezaee-Roknabadi
, and
S.
Ashok
,
Thin Solid Films
413
,
167
(
2002
).
29.
J. C.
Zhou
,
D. T.
Luo
,
Y. Z.
Li
, and
Z.
Liu
,
Trans. Nonferrous Met. Soc. China
19
,
359
(
2009
).
30.
G. B.
Smith
,
P. D.
Swift
, and
A.
Bendavid
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
630
(
1999
).
31.
F. S.
Manciu
,
M.
Manciu
,
W. G.
Durrer
,
J. G.
Salazar
,
K. H.
Lee
, and
K. E.
Bennet
,
J. Mater. Sci.
49
,
5782
(
2014
).
32.
J.
Tauc
and
A.
Menth
,
J. Non Cryst. Solids
8–10
,
569
(
1972
).
33.
S. K.
Rawal
,
A. K.
Chawla
,
V.
Chawla
,
R.
Jayaganthan
, and
R.
Chandra
,
Thin Solid Films
519
,
7686
(
2011
).
34.
S. K.
Rawal
,
A. K.
Chawla
,
V.
Chawla
,
R.
Jayaganthan
, and
R.
Chandra
,
Appl. Surf. Sci.
256
,
4129
(
2010
).
35.
36.
T. S.
Moss
,
Proc. Phys. Soc. Lond. Sect. B
67
,
775
(
1954
).
37.
R. A.
Abram
,
G. J.
Rees
, and
B. L. H.
Wilson
,
Adv. Phys.
27
,
799
(
2006
).
38.
I.
Hamberg
and
C. G.
Granqvist
,
J. Appl. Phys.
60
,
123
(
1986
).
39.
S.
Niyomsoan
and
W.
Grant
,
Thin Solid Films
415
,
187
(
2002
).
40.
S. M.
Borah
,
A. R.
Pal
,
H.
Bailung
, and
J.
Chutia
,
Appl. Surf. Sci.
254
,
5760
(
2008
).
You do not currently have access to this content.