Al/Zr多层膜中非晶态到晶态的转变
材料科学
2015-06-12 v1 光学
摘要
通过直流磁控溅射系统生长的Al(1.0%wtSi)/Zr和Al(Pure)/Zr多层膜中非晶态到晶态的转变，已在Al层厚度范围(1.0-5.0 nm)内利用一系列互补测量手段进行了表征，包括掠入射X射线反射测量、原子力显微镜、X射线衍射和高分辨率透射电子显微镜。Al层厚度转变表明，Al中掺杂的Si不仅不利于Al的结晶，还会影响表面粗糙度和Al<111>相衍射峰位置的变化趋势。Al层中Si存在的一个有趣特征是，Si能够影响Al(1%wtSi)层中的转变过程，其中Al(Pure)/Zr中Al(Pure)层的临界厚度(1.6 nm)转变为Al(1.0%wtSi)/Zr多层膜中Al(1.0%wtSi)层的1.8 nm。我们还发现，在两种体系中，Zr-on-Al界面层都比Al-on-Zr界面层更宽，并且从选区电子衍射图案来看，在Al层厚度低于3.0 nm时，Al层在垂直于层的方向上没有特定的晶体取向。当Al层厚度高于3.0 nm时，Al层高度取向为Al<111>，因此可以观察到从非对称界面层到对称界面层的转变。基于所有测量结果的分析，我们建立了一个四步模型，该模型能够从Al(Pure)和Al(1%wtSi)晶粒成核的临界厚度角度解释Al层厚度转变过程。
引用
@article{arxiv.1211.6301,
title = {The transition from amorphous to crystalline in Al/Zr multilayers},
author = {Qi Zhong and Zhong Zhang and Shuang Ma and Runze Qi and Jia Li and Zhanshan Wang and Karine Le Guen and Jean-Michel André and Philippe Jonnard},
journal= {arXiv preprint arXiv:1211.6301},
year = {2015}
}