journal article·2014-07Open access

Thermal boundary conductance between refractory metal carbides and diamond

Christian Monachon, Ludger Weber

Acta Materialia· Volume 73

Abstract

The thermal boundary conductance (TBC) between thin films of Cr, Mo, Nb and W and diamond substrates has been measured using time domain thermoreflectance before and after a high-vacuum heat treatment at 800 degrees C for 2 h. While no signs of carbide formation could be detected in as-deposited layers by scanning transmission electron microscopy energy dispersive X-ray spectroscopy elemental analysis, the heat treatment led to partial (W,Mo) or full conversion (Cr,Nb) of the film into carbide. The measured TBC values on as-deposited samples of 315, 220, 220 and 205 MW m (-2) K (-1) measured for, respectively, the Cr, Mo, Nb and W samples, were found to not be significantly altered by the heat treatment. (C) 2014 Acta Materialia Inc. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.
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Research context

OpenAlex topics: Thermal properties of materials · Diamond and Carbon-based Materials Research · Adhesion, Friction, and Surface Interactions

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References (68)

Show source-provided references
1. Zweben · J Adv Mater · 2007 · 39 · 3
2. Tavangar · Emerg Mater Res · 2012 · 1 · 6774
3. Ruch · Compos Sci Technol · 2006 · 66 · 267710.1016/j.compscitech.2006.03.016 ↗
4. Beffort · Diamond Relat Mater · 2006 · 15 · 125010.1016/j.diamond.2005.09.036 ↗
5. Molina · Scr Mater · 2008 · 58 · 39310.1016/j.scriptamat.2007.10.020 ↗
6. Weber · Scr Mater · 2007 · 57 · 98810.1016/j.scriptamat.2007.08.007 ↗
7. Kida · J Appl Phys · 2011 · 10910.1063/1.3553870 ↗
8. Monje · Compos Part A – Appl S · 2013 · 48 · 910.1016/j.compositesa.2012.12.010 ↗
9. Silvain · Emerg Mater Res · 2012 · 1 · 7510.1680/emr.11.00016 ↗
10. Schubert · Scr Mater · 2008 · 58 · 26310.1016/j.scriptamat.2007.10.011 ↗
11. Chu · Mater Des · 2013 · 45 · 3610.1016/j.matdes.2012.09.006 ↗
12. Schubert · Mat Sci Eng A · 2008 · 475 · 3910.1016/j.msea.2006.12.146 ↗
13. Hell · Vacuum · 2010 · 84 · 45310.1016/j.vacuum.2009.09.007 ↗
14. Kand · J Alloy Compd · 2013 · 576 · 38010.1016/j.jallcom.2013.04.121 ↗
15. Kand · Appl Therm Eng · 2013 · 60 · 42310.1016/j.applthermaleng.2013.05.038 ↗
16. Abyzov · J Mater Sci · 2011 · 46 · 142410.1007/s10853-010-4938-x ↗
17. Losego · Nature Mater Lett · 2012 · 11 · 50210.1038/nmat3303 ↗
18. Monachon · J Appl Phys · 2014 · 11510.1063/1.4869668 ↗
19. English · Phys Rev B · 2012 · 8510.1103/PhysRevB.85.035438 ↗
20. Saltonstall · J Appl Phys · 2013 · 11310.1063/1.4773331 ↗
21. Paddock · J Appl Phys · 1986 · 60 · 28510.1063/1.337642 ↗
22. Kang · Rev Sci Instrum · 2008 · 79
23. Collins · Appl Phys Lett · 2010 · 9710.1063/1.3480413 ↗
24. Monachon · J Appl Phys · 2013 · 11310.1063/1.4804061 ↗
25. Monachon · Diamond Relat Mater · 2013 · 39 · 810.1016/j.diamond.2013.06.017 ↗
26. Monachon · Emerg Mater Res · 2012 · 1 · 8910.1680/emr.11.00011 ↗
27. Campbell · Surf Sci Rep · 1997 · 27 · 110.1016/S0167-5729(96)00011-8 ↗
28. Moulder · 1979
29. Ujihara · J Appl Phys · 1971 · 43 · 237610.1063/1.1661506 ↗
30. Wilson · Opt Express · 2013 · 20 · 1
31. Costescu · Phys Rev B · 2003 · 6710.1103/PhysRevB.67.054302 ↗
32. Cahill · Rev Sci Instrum · 2004 · 75 · 511910.1063/1.1819431 ↗
33. Yamamoto · Diamond Relat Mater · 1997 · 6 · 105710.1016/S0925-9635(96)00772-8 ↗
34. Wang · J Appl Phys · 2010 · 108
35. Wyckoff · 1931
36. Leciejewicz · Acta Crystallogr · 1961 · 14 · 20010.1107/S0365110X6100067X ↗
37. Mérel · Appl Surf Sci · 1998 · 136 · 10510.1016/S0169-4332(98)00319-5 ↗
38. Wilson · J Electron Spectrosc · 2001 · 121 · 18310.1016/S0368-2048(01)00334-6 ↗
39. Ramqvist · J Phys Chem Solids · 1969 · 30 · 183510.1016/0022-3697(69)90252-2 ↗
40. Oezer · Sol Energy Mater Sol Cells · 1996 · 40 · 28510.1016/0927-0248(95)00147-6 ↗
41. Texeira da Silva · J Solid State Chem · 1996 · 123 · 16810.1006/jssc.1996.0165 ↗
42. Ho · J Phys Chem · 1987 · 91 · 477910.1021/j100302a027 ↗
43. Wu · Synth Met · 1988 · 26 · 22510.1016/0379-6779(88)90239-1 ↗
44. Grim · Inorg Chem · 1975 · 14 · 101410.1021/ic50147a013 ↗
45. Leclercq · J Catal · 1989 · 17 · 37110.1016/0021-9517(89)90348-5 ↗
46. Pierson · 1996
47. Cankurtaran · J Mater Sci · 2004 · 39 · 124110.1023/B:JMSC.0000013881.54639.9e ↗
48. Kharatyan · Mater Res Bull · 2008 · 43 · 89710.1016/j.materresbull.2007.05.003 ↗
49. Goretzki · Fresen Z fuer Anal Chem · 1989 · 333 · 45110.1007/BF00572350 ↗
50. Diederich · Surf Sci · 1998 · 417 · 4110.1016/S0039-6028(98)00638-4 ↗
51. Diederich · Surf Sci · 1998 · 418 · 21910.1016/S0039-6028(98)00718-3 ↗
52. Graupner · Surf Sci · 1994 · 320 · 20110.1016/0039-6028(94)00499-4 ↗
53. Francz · Phys Status Solidi A · 1996 · 154 · 9110.1002/pssa.2211540109 ↗
54. Colton · Inorg Chem · 1976 · 15 · 23710.1021/ic50155a049 ↗
55. Katrib · J Electron Spectrosc · 1995 · 76 · 19510.1016/0368-2048(95)02451-4 ↗
56. Ferndandez Guillermet · Phys Rev B · 1989 · 40 · 152110.1103/PhysRevB.40.1521 ↗
57. Wilson · Acta Crystallogr · 1966 · 21 · 63510.1107/S0365110X6600361X ↗
58. DeSorbo · J Am Chem Soc · 1953 · 75 · 182510.1021/ja01104a012 ↗
59. Jun · J Less-Common Met · 1971 · 23 · 36710.1016/0022-5088(71)90046-4 ↗
60. Gusev · Phys Status Solidi B · 1996 · 194 · 46710.1002/pssb.2221940205 ↗
61. Zhukov · Solid State Commun · 1985 · 56 · 5110.1016/0038-1098(85)90532-0 ↗
62. Reeber · J Am Ceram Soc · 1999 · 82 · 12910.1111/j.1151-2916.1999.tb01732.x ↗
63. Li · J Alloy Compd · 2010 · 502 · 2810.1016/j.jallcom.2010.04.184 ↗
64. Swartz · Rev Mod Phys · 1989 · 61 · 60510.1103/RevModPhys.61.605 ↗
65. Stoner · Phys Rev B · 1993 · 48 · 1637310.1103/PhysRevB.48.16373 ↗
66. Kittel · 2005
67. Duda · Appl Phys Lett · 2013 · 102
68. Little · Can J Phys · 1959 · 37 · 33410.1139/p59-037 ↗