納米薄膜晶粒生長的厚度效應(yīng).pdf

1、上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文納米薄膜晶粒生長的厚度效應(yīng)姓名：安之南申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：碩士專業(yè)：材料物理與化學(xué)指導(dǎo)教師：戎詠華20090110上海交通大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要第II頁不再是任意的取向值。模擬結(jié)果顯示：厚效應(yīng)并不是在晶粒生長初期便呈現(xiàn)出來，而是當(dāng)晶粒尺寸達(dá)到厚度的0.81.2倍的時(shí)候才變得明顯。通過引入厚度因子來修正Burke提出的動(dòng)力學(xué)模型，可以得到描述納米薄膜中厚度效應(yīng)抑制晶粒生長的動(dòng)力學(xué)方程。該方程較前人提出的方程物理含義更為清晰

2、，且與模擬結(jié)果更為符合。為從實(shí)驗(yàn)上研究納米薄膜中晶粒生長的厚度效應(yīng)并檢驗(yàn)?zāi)M結(jié)果和修正方程的合理性，薄膜體系的設(shè)計(jì)需要滿足研究厚度效應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，并盡可能與模擬條件相符，為此本文設(shè)計(jì)了厚度為納米尺寸的CoSiO2以及NiSiO2多層膜結(jié)構(gòu)，以此研究該薄膜退火時(shí)的晶粒尺寸演化過程。該多層膜體系由于每個(gè)金屬單層均被SiO2非晶層隔開，可以認(rèn)為每一個(gè)金屬單層是一個(gè)獨(dú)立的納米薄膜結(jié)構(gòu)，并且金屬單層滿足模擬的邊界條件，即薄膜的上下表面處于同一狀態(tài)。此

3、外，多層膜結(jié)構(gòu)具有很好的統(tǒng)計(jì)性，相比單層膜數(shù)據(jù)可靠性高。薄膜的制備方法采用磁控濺射法，該方法可以沉積表面平整，膜內(nèi)晶粒尺寸小至10nm左右的金屬薄膜，并且通過控制濺射功率和沉積時(shí)間以制備不同調(diào)制層厚度的納米級(jí)多層膜結(jié)構(gòu)。將多層膜結(jié)構(gòu)在特定溫度下退火不同時(shí)間。通過XRD，SEM，TEM表征其微觀組織，并采用Voigt函數(shù)計(jì)算平均晶粒尺寸。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示：1.CoSiO2多層膜結(jié)構(gòu)XRD數(shù)據(jù)顯示，金屬Co層以大量fccβ相和少量hcpα相存在