Низкотемпературная взаимная диффузия и образование упорядоченных фаз в нанокристаллических тонких плёнках Au/Cu в разных атмосферах
А. А. Тинькова1, С. И. Сидоренко1, И. Е. Котенко1, В. Л. Свечников2, С. М. Волошко1
1Национальный технический университет Украины «КПИ», пр. Победы, 37, 03056 Киев, Украина
2Институт 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⋅102 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