Reflektivitätsmessung des Diffusionskoeffizienten in Ni-Pt-Multischichten

Author(s)

Oleg Domanov, Bogdan Sepiol

Abstract

Die klassischen Methoden, um die Diffusionseigenschaften von Materialien zu untersuchen, etwa das Tracerverfahren, sind nicht in der Lage, Informationen über langsame Diffusionsprozesse (D<10^-21 m^2 s^-1) auf Längenskalen im Nanometerbereich (10^-9 m) zu erheben. Vor allem mit der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauteilen werden diffusive Materialeigenschaften in diesem Bereich immer wichtiger. In dieser Arbeit wird eine Probe bestehend aus 10 Doppelschichten von je [4nm Ni, 2nm Ni_90Pt_10] auf ihre Diffusionseigenschaften in einem Temperaturbereich von 600°C bis 640°C mittels ihres Reflektivitätsverhaltens mit Röntgenstrahlen an einem Laborgerät untersucht. Es werden die kinematische und die dynamische Methode der Datenauswertung verglichen und nach aktuellem Wissensstand wird die dynamische Auswertung erstmalig durchgeführt. Um die an der GISAXS-Anlage (grazing-incidence small-angle scattering) empirisch erhobenen Daten auszuwerten wird ein auf dem evolutionärem Prinzip basierendes Computerprogramm in Matlab entwickelt und in Verbindung mit der rekursiven Methode von Parrat zur dynamischen Berechnung von Reflektivitätskurven für Vielschichtsysteme verwendet. Die Aktivierungsenergie in dem untersuchten Ni_90Pt_10 Vielschichtfilm ergibt sich zu Q=(262+/-19)kJ mol^-1=(2.7+/-0.2)eV und die mittleren Diffusionskoeffizienten liegen im Bereich von 10^-22 m^2 s^-1.

Organisation(s)

Dynamics of Condensed Systems

No. of pages

73

Publication date

04-2013

Austrian Fields of Science 2012

103009 Solid state physics, 103008 Experimental physics, 103015 Condensed matter, 103018 Materials physics

Keywords

ASJC Scopus subject areas

Condensed Matter Physics

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