Низькотемпературна взаємна дифузія та утворення упорядкованих фаз в нанокристалічних тонких плівках Au/Cu в різних атмосферах
А. А. Тінькова$^{1}$, С. І. Сидоренко$^{1}$, І. Є. Котенко$^{1}$, В. Л. Свєчніков$^{2}$, С. М. Волошко$^{1}$
$^{1}$Національний технічний університет України «КПІ», пр. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03680, МСП, Київ-142, Україна
Отримано: 17.07.2014. Завантажити: PDF
Досліджено процеси взаємної дифузії в тонких полікристалічних плівках Au (30 нм)/Cu (40 нм) під час відпалу за температур у 100—200°C впродовж 15 і 30 хв. у вакуумі при різних тисках залишкової атмосфери у 10$^{-2}$ і 10$^{-6}$ Па та в середовищі водню при значенні тиску у 5$\cdot$10$^{2}$ Па. Застосовано методу мас-спектрометрії вторинних нейтральних частинок, доповнену трансмісійною електронною мікроскопією, Рентґеновою дифракцією й атомно-силовою мікроскопією. Перемішування двох шарів спостерігалося при температурах, за яких повністю виключається дифузія за об’ємним механізмом. Одержані для шару Au профілі Cu та їх еволюція з часом були типовими профілями $C$-кінетичного режиму зерномежової дифузії. Внаслідок значно вищої зерномежової дифузійної рухливости в збагаченому шарі Au насичення меж зерен золота досягається за дуже короткий час. Високий рівень концентрації Cu в шарі Au можна пояснити, припускаючи наявність рухливих меж, які залишають поза собою області з високою концентрацією Cu, близькою до стехіометричного складу. Фазоутворення відбувається всередині та навколо меж зерен шляхом переміщення компонента, що дифундує, вздовж рухомих меж зерен.
Ключові слова: зерномежова дифузія, упорядкована фаза, AuCu, тонка плівка, мас-спектрометрія вторинних нейтральних частинок.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/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