非晶铁碳化物薄膜的结构与成键
材料科学
2015-01-09 v1
摘要
我们研究了磁控溅射 Fe1-xCx（0.21<x<0.72）薄膜的非晶结构、化学成键与电学性质。X 射线、电子衍射与透射电子显微镜显示，Fe1-xCx 薄膜为非晶纳米复合材料，由富铁碳化物 FeCy 与富碳基体组成的两相域结构构成。对分布函数分析表明，所有薄膜均具有类似于晶态 Fe3C 碳化物的近程有序，并在高碳含量（71.8 at% C）时出现类石墨烯的附加结构。由 X 射线光电子能谱测量发现，非晶碳化物相的碳含量为 15-25 at%，并随总碳含量略有增加。X 射线吸收谱显示，未占据 3d 态数量随碳含量增加而增多，C 2p 态数量减少。这些变化意味着在域尺寸依赖的碳化物/基体界面处，由于电荷转移效应引起了轨道占据的系统性重分布。Fe1-xCx 薄膜的四探针电阻率随碳含量从 200 mu-Ohm-cm（x=0.21）指数增加至 1200 mu-Ohm-cm（x=0.72），且发现其取决于总碳含量而非碳化物的组成。我们的发现为通过控制非晶域结构来调控基于过渡金属碳化物的非晶薄膜涂层电阻率开辟了新途径。
引用
@article{arxiv.1501.01839,
title = {Structure and bonding in amorphous iron carbide thin films},
author = {Andrej Furlan and Ulf Jansson and Jun Lu and Lars Hultman and Martin Magnuson},
journal= {arXiv preprint arXiv:1501.01839},
year = {2015}
}
备注
13 pages, 8 figures, 1 table. arXiv admin note: substantial text overlap with arXiv:1409.5912