Вибухова кристалізація плівок аморфного кобальту на підшарі вуглецю

Є. Н. Зубарев $^{1}$ , О. Ю. Девізенко $^{1}$ , В. В. Кондратенко $^{1}$ , Д. В. Севрюков $^{1}$ , В. А. Севрюкова $^{1}$ , О. С. Гарбуз $^{2}$ , T. M. Сабов $^{3}$ , O. В. Дубіковський $^{3}$ , O. С. Оберемок $^{3}$ , В. П. Мельник $^{3}$

$^{1}$ Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Кирпичова, 21, 61002 Харків, Україна
$^{2}$ Фізико-технічний інститут низьких температур ім. Б.І. Вєркіна НАН України, просп. Науки, 47, 61103 Харків, Україна
$^{3}$ Інститут фізики напівпровідників ім. В. Є. Лашкарьова НАН України, просп. Науки, 41, 03028 Київ, Україна

Отримано: 18.01.2018. Завантажити: PDF

Методами просвітлювальної електронної мікроскопії, електронної дифракції, малокутової рентґенівської дифракції та вторинної йонної мас-спектрометрії досліджено механізм вибухової кристалізації аморфних плівок кобальту, вирощених на аморфному вуглецю методою магнетронного (на сталому струмі) розпорошування. Встановлено, що працюючий С-магнетрон під час осадження шару кобальту, а також зменшення швидкости осадження кобальту приводять до збільшення номінальної товщини кобальтового шару $t_{Co,ном}$ , за якої він знаходиться в аморфно-кластерному стані з невеликою часткою нанокристалічної фази кобальту. Збільшення номінальної товщини кобальту до граничної $t_{гр} \cong$ 5,0 нм приводить до виникнення кристалічних областей, характерних як для звичайної кристалізації (зерен з дефектами упаковки), так і великих областей із віссю зони [0001], характерних для вибухової кристалізації (без дефектів упаковки). Збільшення номінальної товщини існування аморфно-кластерної фази до критичної $t_{кр} \cong$ 6,0 нм супроводжується кристалізацією кобальту за механізмом вибухової кристалізації, в результаті якої утворюється високотекстурована плівка ГПУ-Со з віссю [0001], що перпендикулярна до підкладинки.

Ключові слова: кобальт, аморфно-кластерний стан, вибухова кристалізація, просвітлювальна електронна мікроскопія (ПЕМ).

URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v40/i03/0359.html

PACS: 07.85.Fv, 61.05.cm, 61.05.J-, 68.37.Lp, 68.49.Sf, 81.15.Cd, 82.80.Ms

ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА

К. Судзуки, Х. Фудзимори, К. Хасимото, Аморфные металлы (Москва: Металлургия: 1987) (пер. с япон.).
В. А. Шкловский, В. М. Кузьменко, Успехи физических наук, 157, вып. 2: 311 (1989). Crossref
В. М. Кузьменко, Успехи современной радиоэлектроники, № 5: 17 (2002).
H.-D. Geiler, E. Glaser, G. Götz, and M. Wagner, J. Appl. Phys., 59, No. 9: 3091 (1986). Crossref
C. Grigoropoulos, M. Rogers, S. H. Ko, A. A. Golovin, and B. J. Matkowsky, Phys. Rev. B, 73, No. 18: 184125 (2006). Crossref
L. Nikolova, M. J. Stern, J. M. MacLeod, B. W. Reed, H. Ibrahim, G. H. Campbell, F. Rosei, T. LaGrange, and B. J. Siwick, J. Appl. Phys., 116, No. 9: 093512 (2014). Crossref
E. J. Albenze and P. Clancy, Molecular Simulation, 31, No. 1: 11 (2005). Crossref
F. Falk and G. Andrä, J. Crystal Growth, 287, No. 2: 397 (2006). Crossref
Ch.-Ch. Kuo, W.-Ch. Yeh, J.-B. Chen, and J.-Y. Jeng, Thin Solid Films, 515, No. 4: 1651(2006). Crossref
Ch.-Ch. Kuo, J. Mater. Process. Technol., 209, No. 6: 2978 (2009). Crossref
K. Ohdaira, N. Tomura, Sh. Ishii, and H. Matsumuraa, Electrochemical and Solid-State Letters, 14, No. 9: H372 (2011). Crossref
K. Ohdaira, K. Sawada, N. Usami, S. Varlamov, and H. Matsumura, Jap. J. Appl. Phys., 51, No. 4: 10NB15 (2012).
K. Ohdaira and H. Matsumura, Thin Solid Films, 524: 161 (2012). Crossref
K. Ohdaira and H. Matsumura, J. Crystal Growth, 362: 149 (2013). Crossref
V. Ya. Kogai, A. V. Vakhrushev, and A. Yu. Fedotov, JETP Letters, 95, No. 9: 454 (2012). Crossref
L. I. Kveglis, V. A. Seredkin, and A. V. Kuzovnikov, JETP Letters, 82, No. 1: 23 (2005). Crossref
V. Pore, M. Ritala, M. Leskelä, T. Saukkonen, and M. Järn, Crystal Growth & Design, 9, No. 7: 2974 (2009). Crossref
С. А. Векшинский, Новый метод металлографического исследования сплавов (Москва–Ленинград: ОГИЗ: 1944).
E. N. Zubarev, A. Yu. Devizenko, O. V. Penkov, V. V. Kondratenko, D. V. Sevriukov, V. A. Sevryukova, and I. A. Kopylets, Thin Solid Films, 622: 84 (2017). Crossref
E. N. Zubarev, V. V. Kondratenko, Y. P. Pershyn, and V. A. Sevryukova, Thin Solid Films, 520: 314 (2011). Crossref
A. Zolotaryov, Y. Bugayev, V. Samofalov, O. Devizenko, E. Zubarev, S. Martens, O. Albrecht, D. Gorlitz, and K. Nielsch, phys. status solidi (a), 208, No. 7: 1698 (2011). Crossref
A. K. Petford-Long, M. B. Stearns, C. H. Chang, S. R. Nutt, D. G. Stearns, N. M. Ceglio, and A. M. Hawryluk, J. Appl. Phys., 61, No. 4: 1422 (1987). Crossref
K. Holloway, K. B. Do, and R. Sinclair, J. Appl. Phys., 65, No. 2: 474 (1989). Crossref
S. Yulin, T. Feigl, T. Kuhlmann, N. Keiser, A. I. Fedorenko, V. V. Kondratenko, O. V. Poltseva, V. A. Sevryukova, A. Y. Zolotaryov, and E. N. Zubarev, J. Appl. Phys., 92: 1216 (2002). Crossref
W. C. Shih and W. M. Stobbs, Ultramicroscopy, 32: 219 (1990). Crossref
K. Holloway and R. Sinclar, J. Less-Common Met., 140: 139 (1988). Crossref
D. L. Voronov, E. N. Zubarev, V. V. Kondratenko, Y. P. Pershin, V. A. Sevryukova, and Y. A. Bugayev, Thin Solid Films, 513: 152 (2006). Crossref
V. A. Chernov, N. I. Chkhalo, M. V. Fedorchenko, E. P. Kruglyakov, S. V. Mytnichenko, and S. G. Nikitenko, J. X-Ray Sci. Technol., 5: 65 (1995). Crossref
Е. А. Бугаев, А. Ю. Девизенко, Е. Н. Зубарев, В. А. Севрюкова, В. В. Кондратенко, Металлофиз. новейшие технол., 30, № 11: 1533 (2008).
V. A. Chernov, N. I. Chkhalov, M. V. Fedorchenko, E. P. Kruglya, S. V. Mytnichenko, and S. G. Nikitenko, J. X-Ray Sci. Technol., 5: 389 (1995). Crossref
Б. С. Данилин, В. К. Сарычев, Магнетронные распылительные системы (Москва: Радио и связь: 1982).
Ю. П. Першин, В. А. Севрюкова, Е. Н. Зубарев, А. С. Оберемок, В. П. Мельник, Б. Н. Романюк, В. Г. Попов, П. М. Литвин, Металлофиз. новейшие технол., 35, № 12: 1617 (2013).