Вплив інверсії шарів на термічно-індуковану дифузію в тонких плівках Ni/Ti

А. К. Орлов$^{1}$, І. О. Круглов$^{1}$, І. Є. Котенко$^{2}$, С. М. Волошко$^{1}$

$^{1}$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», просп. Перемоги, 37, 03056 Київ, Україна
$^{2}$Інститут фізичної хімії ім. Л. В. Писаржевського НАН України, проспект Науки 31, 03028 Київ, Україна

Отримано: 04.10.2022. Завантажити: PDF

У даному дослідженні двошарові тонкі плівки з різним порядком шарів, — Ni/Ti/Si (100) і Ti/Ni/Si (100), — було одержано методою магнетронного осадження за кімнатної температури з подальшим термічним відпалом у вакуумі в температурному інтервалі від 400°C до 600°C упродовж 1 год. З метою дослідження впливу інверсії розташування шарів на кристалічну структуру, фазоутворення та хемічний склад після термічного оброблення застосовано комбінацію метод РСФА і ВІМС. Виявлено, що відпал двошарової системи Ni/Ti зумовлює дифузію атомів Ti через шар Ni за зерномежовим механізмом до зовнішньої поверхні. У випадку системи Ti/Ni дифузійна взаємодія між Ni і Ti під час термічного оброблення відсутня, тоді як термічно індукована дифузія між Ni і підкладинкою приводить до утворення силіцидів NiSi. Обговорюються ймовірні структурні та термодинамічні причини такої поведінки.

Ключові слова: тонкі плівки, NiTi, дифузія, термічний відпал, твердотільні реакції.

URL: https://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v45/i01/0055.html

PACS: 61.05.cp, 66.30.Lw, 68.35.Fx, 68.55.Ln, 81.15.Cd, 82.80.Ms


ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
  1. J. Sevcikova and M. Pavkova Goldbergova, Biometals, 30, No. 2: 163 (2017). Crossref
  2. M. Mehrpouya and H. Cheraghi Bidsorkhi, Micro Nanosystems, 8, No. 2: 79 (2016). Crossref
  3. A. Behera and S. Aich, Surf. Interface Analysis, 47, No. 8: 805 (2015). Crossref
  4. E. Horache, J. Van Der Spiegel, and J. E. Fischer, Thin Solid Films, 177, No. 1–2: 263 (1989). Crossref
  5. S. P. Murarka, Intermetallics, 3, No. 3: 173 (1995). Crossref
  6. N. Sharma, K. K. Jangra, and T. Raj, Proc. Institution of Mechanical Eng., Part L: J. Materials: Design Applications, 232, No. 3: 250 (2018). Crossref
  7. H. Cho, H. Y. Kim, and S. Miyazaki, Sci. Technol. Adv. Mater., 6, No. 6: 678 (2005). Crossref
  8. T. Lehnert, H. Grimmer, P. Böni, M. Horisberger, and R. Gotthardt, Acta Mater., 48, No. 16: 4065 (2000). Crossref
  9. T. Lehnert, S. Tixier, P. Böni, and R. Gotthardt, Mater. Sci. Eng. A, 273: 713 (1999). Crossref
  10. H. Aboulfadl, F. Seifried, M. Stueber, and F. Muecklich, Mater. Lett., 236: 92 (2019). Crossref
  11. T. Krist, M. Briere, and L. Cser, Thin Solid Films, 228, No. 1–2: 141 (1993). Crossref
  12. A. Behera, S. Aich, A. Behera, and A. Sahu, Mater. Today: Proc., 2, No. 4–5: 1183 (2015). Crossref
  13. A. Behera and S. Aich, Surf. Interface Analysis, 47, No. 8: 805 (2015). Crossref
  14. L. Neelakantan, S. Swaminathan, M. Spiegel, G. Eggeler, and A. W. Hassel, Corrosion Sci., 51, No. 3: 635 (2009). Crossref
  15. P. Scherrer, Bestimmung der Inneren Struktur und der Größe von Kolloidteilchen mittels Röntgenstrahlen [Determination of the Internal Structure and Size of Colloidal Particles Using X-Rays] (Berlin: Springer: 1912), p. 387 (in German). Crossref
  16. H. J. Lee and A. G. Ramirez, Appl. Phys. Lett., 85, No. 7: 1146 (2004). Crossref
  17. M. E. Schlesinger, Chem. Rev., 113, No. 10: 8066 (2013). Crossref
  18. F. Deng, R. A. Johnson, P. M. Asbeck, S. S. Lau, W. B. Dubbelday, T. Hsiao, and J. Woo, J. Appl. Phys., 81, No. 12: 8047 (1997). Crossref
  19. A. J. Saldivar-Garcia and H. F. Lopez, Metallurgical Mater. Trans. A, 35, No. 8: 2517 (2004). Crossref
  20. Zoleikha Hajizadeh, Reza Taheri-Ledari, and Fereshteh Rasouli Asl, Heterogeneous Micro and Nanoscale Composites for the Catalysis of Organic Reactions (Ed. A. Maleki) (Elsevier: 2022), p. 33. Crossref
  21. S. Perusin, D. Monceau, and E. Andrieu, J. Electrochem. Society, 152, No. 12: E390 (2005). Crossref
  22. A. J. Cavaleiro, R. J. Santos, A. S. Ramos, and M. T. Vieira, Intermetallics, 51: 11 (2014). Crossref
  23. T. Mousavi, M. H. Abbasi, and F. Karimzadeh, Mater. Lett., 63, No. 9–10: 786 (2009). Crossref
  24. Z. Moser, W. Gąsior, K. Rzyman, and A. Dębski, Archives of Metallurgy and Materials, 51, No. 4: 606 (2006).