Abstract
Results of nanoscale study (by atomic force microscopy and X−ray diffraction) of single−, two− and three−layered Cr, Cu, Al and Ni metallic nanofilms formed on a ceramic sital substrate on MVU TM−Magna T magnetron equipment (NIITM, Zelenograd) have been reported. The growth rates and the structure of the nanofilms were determined while varying of power/current ratio from 200/0.7 to 800/2 Wt/A and magnetron sputtering time from 30 to 360s at an operating pressure of 0.5 Pa Ar. The criterion for optimization quality based on the minimum roughness was as follows: Ra = min{Rai} and/or Rq → min{Rqi} (i is the number of varies modes used). The mean roughness Ra and RRMS = Rq have been determined from the scan of the vertical profile (resolution 20 pm) of the atomic force microscopic image. We found that the nanofilm–forming nanocluster structure size for the modes when Ra and Rq were the smallest had a close–to–Gaussian grain size distribution. The film growth rates have been determined based on the atomic force images of the nanofilm structure in the form of either a single step or steps obtained at different time intervals. The mode and parameters of magnetron sputtering and the composition of the Cr, Cu, Al and Ni targets affect the size of clusters which form the surface of the metallic nanofilms. X−ray phase and structural analyses have been carried out in order to determine the texture and the change in the distances between the lattice planes. The correctness of the optimization criterion correlating the nanolayer deposition parameters and their quality has been corroborated by the coincidence of the magnetron sputtering modes which provided for the lowest roughness and the smallest average size of the X−ray coherence region as using the Debye− Scherrer equation.
Highlights
Подтверждена обоснованность выбора критерия оптимизации по совпадению режимов магнетронном распылении (МР), при которых достигаются, как минимум, шероховатости, так и усредненное значение размеров областей когерентного рассеяния (ОКР)
Structural, optical and electrical properties of chromium thin films prepared by magnetron sputtering / J.−P
Synthesis of Cu/Cr multilayer thin films deposited by unbalanced magnetron sputtering / S
Summary
Определены скорости роста и структура нанопленок при мощностях/ токах, варьируемых от 200/0,7 до 800/2 Вт/А, и времени магнетронного распыления от 30 до 360 с с рабочим давлением Ar 0,5 Па. Обоснованность предлагаемого критерия оптимизации, связывающего параметры нанесения нанослоев и их качество, подтверждена совпадением режимов магнетронного распыления, при которых достигается как минимум шероховатости, так и усредненное значение размера области когерентности, определенное из уравнения Дебая—Шеррера. Дополнительное уникальное достоинство метода МР заключено в возможности нанесения двух и более слоев разных металлов как в виде последовательно наносимых металлов, так и путем их одновременного распыления, например из двухкомпонентной мишени Cu—Ni. В результате в нанопленках Cu—Ni [15] при концентрации Cu 14—17 % (ат.) относительно Ni наряду с металлическими фазами обнаружены области окидов CuO, Cu2O и NiO, отличающиеся повышенной пористостью и меньшими размерами кластера. Ниже приведены результаты характеризации МР−нанопленочных слоев, включая мультислои (до трех), послойно наносимых из Cr, Cu, Al и Ni
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have
More From: Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering
Disclaimer: All third-party content on this website/platform is and will remain the property of their respective owners and is provided on "as is" basis without any warranties, express or implied. Use of third-party content does not indicate any affiliation, sponsorship with or endorsement by them. Any references to third-party content is to identify the corresponding services and shall be considered fair use under The CopyrightLaw.