Низкотемпературная взаимная диффузия и образование упорядоченных фаз в нанокристаллических тонких плёнках Au/Cu в разных атмосферах
А. А. Тинькова$^{1}$, С. И. Сидоренко$^{1}$, И. Е. Котенко$^{1}$, В. Л. Свечников$^{2}$, С. М. Волошко$^{1}$
$^{1}$Национальный технический университет Украины «КПИ», пр. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
$^{2}$Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03680, ГСП, Киев-142, Украина
Получена: 17.07.2014. Скачать: PDF
Исследованы процессы взаимной диффузии в тонких поликристаллических плёнках Au (30 нм)/Cu (40 нм) во время отжига при температурах 100—200°C в течение 15 и 30 мин в вакууме при различных давлениях остаточной атмосферы 10$^{-2}$ и 10$^{-6}$ Па и в среде водорода при давлении 5$\cdot$10$^{2}$ Па. Использован метод масс-спектрометрии вторичных нейтральных частиц, дополненный трансмиссионной электронной микроскопией, рентгеновской дифракцией и атомно-силовой микроскопией. Перемешивание двух слоёв наблюдалось при температурах, при которых объёмная диффузия полностью исключается. Измеряемые для слоя Au профили Cu и их развитие с течением времени были типичными профилями зернограничной диффузии с кинетикой $C$-типа. Из-за гораздо более высокой зернограничной диффузионной подвижности в обогащённом слое Au насыщение границ зёрен золота достигается за очень короткое время. Высокий уровень концентрации Cu в слое Au можно объяснить, предполагая наличие подвижных границ, которые оставляют позади себя области с высокой концентрацией Cu, близкой к стехиометрическому составу. Фазообразование происходит внутри и вокруг границ зёрен посредством перемещения диффундирующего компонента вдоль движущихся границ зёрен.
Ключевые слова: зернограничная диффузия, упорядоченная фаза, AuCu, тонкая плёнка, масс-спектрометрия вторичных нейтральных частиц.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ru/abstract/v36/i12/1609.html
PACS: 61.05.cp, 66.30.Pa, 68.35.Fx, 68.37.Lp, 68.37.Ps, 81.10.Jt, 82.80.Ms