"Журнал технической физики"
Издателям
Вышедшие номера
Влияние давления аргона и отжига на микрокристаллическую структуру текстурированных пленок Co, осаждаемых магнетронным распылением
Переводная версия: 10.1134/S1063784218110099
Джумалиев А.С.1,2, Никулин Ю.В.1,2, Филимонов Ю.А.1,2
1Саратовский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Саратов, Россия
2Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского, Саратов, Россия
Email: yvnikulin@gmail.com
Поступила в редакцию: 5 декабря 2017 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2018 г.

Исследовано влияние давления аргона P (0.13≤ P≤ 1 Pa) и отжига в вакууме на микроструктуру и текстуру пленок кобальта толщиной d ~ 300 nm, полученных методом магнетронного распыления на подложках SiO2/Si. Показано, что пленки, осаждаемые при давлении 0.26 ≤ P < 1 Pa, характеризуются столбчатой микроструктурой по толщине и смешанной кристаллической фазой hcp-Co(002)/fcc-Co(111). Отжиг приводит к более однородному микроструктурному строению за счет увеличения размеров зерен и улучшает текстуру hcp-Co(002)/fcc-Co(111). Пленки, осаждаемые при 0.13 ≤ P < 0.18 Pa, имеют смешанную кристаллическую фазу --- помимо фаз hcp-Co(002)/fcc-Co(111) и hcp-Со(101) присутствует кристаллическая фаза с гранецентрированной кубической кристаллической решеткой и текстурой fcc-Со(200). Пленки, выращенные при P ~ 0.13 Pa, характеризуются текстурой fcc-Со(200) и неоднородным микроструктурным строением по толщине --- на границе с подложкой, в слое толщиной dc~ 100-130 nm, пленки имеют квазиоднородную микроструктуру, которая на толщинах d > dc переходит в "гранулированную". Отжиг таких пленок приводит к более однородному микроструктурному строению за счет увеличения размеров зерен, улучшает текстуру fcc-Со(200) и приводит к появлению кристаллической фазы fcc-Со(111)/hcp-Со(002).
  • Sbiaa R., Meng H., Piramanayagam S.N. // Phys. Stat. Solid. 2011. Vol. 5. N 12. P. 413-419. DOI: 10.1002/pssr.201105420
  • Gottwald M., Lee K., Kan J.J., Ocker B., Wrona J., Tibus S., Langer J., Kang S.H., Fullerton E.E. // Appl. Phys. Lett. 2013. Vol. 102. P. 052405-1-4. http://dx.DOI.org/10.1063/1.4791577
  • Pfau B., Gunter C.M., Guenhrs E., Hauet T., Yang H., Vinh L., Xu X., Yaney D., Rick R., Eisebitt S., Hellwig O. // Appl. Phys. Lett. 2011. Vol. 99. P. 062502-1-3. DOI: 10.1063/1.3623488
  • Moodera J.S., Kinder L.R., Wong T.M., Mesevey R. // Phys. Rev. Lett. 1995. Vol. 74. P. 3273-3276. DOI: https://DOI.org/10.1103/Phys. Rev. Lett. 74.3273
  • Tsutsumi K., Haan P., Eisenberg M., Monsma D., Lodder J.C. // JMMM. 1996. Vol. 156. P. 327-328
  • Barthelemy A., Mattana R. // Mater. Spintronic. Lect. Notes Phys. 2006. Vol. 697. P. 429-462
  • Madani S.S., Zare K., Ghoranneviss M., Elahi A.S. // J. Alloys Compounds. 2015. Vol. 648. P. 1104-1108. http://dx.DOI.org/10.1016/j.jallcom.2015.07.063
  • Mehedi H.-A., Baudrillart B., Alloyeau D., Mouhoub O., Ricolleau C., Pham V.D., Chacon C., Gicquel A., Lagoute J., Farhat S. // J. Appl. Phys. 2016. Vol. 120. P. 065304-1-11. http://dx.DOI.org/10.1063/1.4960692
  • Andreev A.S., d'Espinose de Lacaillerie J.-B., Lapina O.B., Gerashenko A. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. Vol. 17. P. 14598-14604. DOI: 10.1039/C4CP05327C
  • Ultrathin Magnetic Structure II. / Ed. B. Heinrich, J.A.C. Bland. Berlin: Springer, 1994. Ch. 1. 350 p
  • Prinz G.A. // Phys. Rev. Lett. 1985. Vol. 54. P. 1051-1054
  • Harp G.R., Farrow R.F.C., Weller D., Rabedeau T.A., Marks R.F. // Phys. Rev. B. 1993. Vol. 48. P. 17538-17544. DOI: https://DOI.org/10.1103/Phys. Rev. B. 48.17538
  • Methfessel T., Elmers H.J. // Surf. Sci. 2009. Vol. 603. P. 462-468. DOI: 10.1016/j.susc.2008.11.038
  • Hao X., Wang Q., Li D., Zhang R., Wang B. // RSC Advances. 2014. Vol. 4. P. 43004-43011. DOI: 10.1039/c4ra04050c
  • Liu J.-X., Su H.-Y., Sun D.-P., Zhang B.-Y., Li W.-X. // J. Amer. Chem. Soc. 2013. Vol. 135. P. 16284-1-16
  • Мягков В.Г., Быкова В.Г., Бондаренко Г.Н., Мягков Ф.В. // ЖТФ. 2002. Т. 72. Вып. 8. С. 122-125
  • Yuasa S., Fukushima A., Kubota H., Suzuki Y., Ando K. // Appl. Phys. Lett. 2006. Vol. 89. P. 042505-1-3. DOI: 10.1063/1.2236268
  • Kim S., Lee S., Kim J., Hong J. // J. Appl. Phys. 2011. Vol. 109. P. 07B766-1-3. DOI: 10.1063/1.3565204
  • Kurt H., Venkatesan M., Coey J.M.D. // J. Appl. Phys. 2010. Vol. 108. P. 073916-1-4. DOI: 10.1063/1.3481452
  • Lau J.W., Mc Michael R.D., Chung S.H., Rantschler J.O., Parekh V., Litvinov D. // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92. P. 012506-1-3. DOI: 10.1063/1.2822439
  • Kumar D., Gupta A. // JMMM. 2007. Vol. 308. P. 318-324. DOI: 10.1016/j.jmmm.2006.06.008
  • Cabral C., Barmak K., Gupta J., Clevenger L.A., Arcot B., Smith D.A., Harper J.M.E. // J. Vac. Sci. Techn. A. 1993. Vol. 11. P. 1435-1440. DOI: 10.1116/1.578569
  • Jergel M., Cheshko I., Halahovets Y., Siffalovic P., Matko I., Senderak R., Protsenko S., Majkova E., Ludy S. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2008. Vol. 42. P. 135406 -1-8. DOI: 10.1088/0022-3727/42/13/135406
  • Morawe Ch., Stierle A., Metoki N., Briihl K., Zabel H. // JMMM. 1991. Vol. 102. P. 223-232
  • Shi H., Lederman D. // J. Appl. Phys. 2000. Vol. 87. P. 6095-6097. DOI: 10.1063/1.372620
  • Джумалиев А.С., Никулин Ю.В., Филимонов Ю.А. // РЭ. 2009. Т. 54. С. 347-351
  • Armyanov S. // Electrochimica Acta. 2000. Vol. 45. P. 3323-3335
  • Budendorff J.L., Meny C., Beaurepaire E., Panissod P., Bucher J.P. // Eur. Phys. J. B. 2000. Vol. 17. P. 635-643. https://DOI.org/10.1007/s100510070102
  • Chioncel M.F., Hyacock P.W. // Chem. Vap. Deposition. 2005. Vol. 11. P. 235-243. DOI: 10.1002/cvde.200406341
  • Kitakami O., Okamoto S., Shimada Y. // J. Appl. Phys. 1996. Vol. 79. P. 6880-6883
  • Ohtake M., Yabuhara O., Higuchi J., Futamoto M. // J. Appl. Phys. 2011. Vol. 109. P. 07C105-1-3. DOI: 10.1063/1.3537817
  • Kharmouche A., Cherif S.-M., Bourzami A., Layadi A., Schmerber G. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2004. Vol. 37. P. 2583-2587. DOI: 10.1088/0022-3727/37/18/014
  • Lee S.B., Kim D.-I., Kim Y., Yoo S.J., Byun J.Y., Han H.N., Lee D.Y. // Metallurgical and Materials Transactions. 2015. Vol. 46A. P. 1888-1899. DOI: 10.1007/s11661-015-2778-7
  • Кузьмичев А.И. Магнетронные распылительные системы. Киев: Аверс, 2008. 244 с
  • Sakuma H., Tai H., Ishii K. // Trans. Electrical and Electron. Engineer. 2008. Vol. 3. P. 375-378. DOI: 10.1002/tee.20285
  • Hesemann H.Th., Mullner P., Kraft O., Nowak D., Baker S.P., Finkelstein K., Arzt E. // Scripta Mater. 2003. Vol. 48. P. 1129-1133. DOI: 10.1016/S1359-6462(02)00603-6
  • Gil W., Gorlitz D., Horisberger M., Kotzler J. // Phys. Rev. B. 2005. Vol. 72. P. 134401-1-10. DOI: 10.1103/Phys. Rev. B. 72.134401
  • Gupta R., Khandelwal A., Avasthi D.K., Nair K.G.M., Gupta A. // J. Appl. Phys. 2010. Vol. 107. P. 033902-1-6. DOI: 10.1063/1.3294609
  • Itoh K., Ichikawa F., Ishida Y., Okamoto K., Uchiyama T., Iguchi I. // JMMM. 2002. Vol. 248. P. 112-120
  • Джумалиев А.С., Никулин Ю.В., Филимонов Ю.А. // ЖТФ. 2016. Т. 86. Вып. 6. С. 126-131. [ Dzhumaliev A.S., Nikulin Yu.V., Filimonov Yu.A. // Techn. Phys. 2016. Vol. 61. N 6. P. 924- 928. DOI: 10.1134/S1063784216060141]
  • Hoffman R.W. // Thin Sol. Film. 1976. Vol. 34. P. 185-190
  • Doerner M.F., Nix W.D. // Critical Rev. Sol.Stat. Mater. Sci. 1988. Vol. 14. P. 225-268. http://dx.DOI.org/10.1080/10408438808243734
  • Джумалиев А.С., Никулин Ю.В., Филимонов Ю.А. // ФТТ. 2016. Т. 58. Вып. 6. С. 1206-1215. [ Dzhumaliev A.S., Nikulin Yu.V., Filimonov Yu.A. // Phys. Sol. Stat. 2016. Vol. 58. N 6. P. 1247-1256. DOI: 10.1134/S1063783416060135]
  • Alden M., Skriver H.L., Mirbt S., Johansson B. // Surf. Sci. 1994. Vol. 315. P. 157-172
  • Alden M., Mirbt S., Skriver H.L., Rosengaard N.M., Johansson B. // Phys. Rev. B. 1992. Vol. 46. N 10. P. 6303-6312
  • Yu R., Song H., Zhang X.-F., Yang P. // J. Phys. Chem. B. 2005. Vol. 109. N 15. P. 6940-6943. DOI: 10.1021/jp050973r
  • Freund L.B., Suresh S. Thin Film materials: Stress, Defect Formation and Surface Evolution. Cambridge: Cambridge University Press, 2003
  • Randall M. German. Sintering: From empirical observation to scientific principles. Elsevier/Butterworth-Heinemann, 2014
  • Walton D. // J. Chem. Phys. 1962. Vol. 37. P. 2182-2188. DOI: 10.1063/1.1732985
  • Киттель Ч. Введение в физику твердого тела. М.: Наука, 1978
  • Ma Q.-M., Xie Z., Wang J., Liu Y., Li Y.-C. // Phys. Lett. A. 2006. Vol. 358. P.289-296. DOI: 10.1016/j.physleta.2006.05.033
  • Thompson C.V. // Annu. Rev. Mater. Sci. 2000. Vol. 30. P. 159-190. https://DOI.org/10.1146/annurev.matsci.30.1.159; Thompson C.V., Carel R. // Mater. Sci. Eng. B. 1995. Vol. 32. P. 211-219. https://DOI.org/10.1016/0921-5107(95)03011-5
  • Pierce D.T., Jimenez J.A., Bentley J., Raabe D., Oskay C., Wittig J.E. // Acta Mater. 2014. Vol. 68. P. 238-253. http://dx.DOI.org/10.1016/j.actamat.2014.01.001
  • Karunaisiri R.P.U., Bruinsma R., Rudnick J. // Phys. Rev. Lett. 1989. Vol. 62. N 7. P. 788-791
  • Thornton J.A. // Ann. Rev. Mater. Sci. 1977. Vol. 7. P. 239-260
  • Langford J.I., Wilson A.J.C. // J. Appl. Cryst. 1978. Vol. 11. P. 102-113. DOI: 10.1107/S0021889878012844
  • Betteridge W. // Progr. Mater. Sci. 1979. Vol. 24. P. 51-142
  • Bidaux J.-E., Schaller R., Benoit W. // J. Phys. Colloques. 1987. Vol. 48. C8-477-482. DOI: https://DOI.org/10.1051/jphyscol:1987874
  • Lloyd J.R., Nakahara S. // Thin Sol. Film. 1977. Vol. 45. P. 411-420. https://DOI.org/10.1016/0040-6090(77)90282-6
  • Трусов Л.И., Новиков В.И., Репин И.А., Казилин Е.Е., Ганелин В.Я. // Металлофизика. 1988. Т. 10. С. 104-107
  • Matter H., Winter J., Triftshauser W. // Appl. Phys. 1979. Vol. 20. P. 135-140
  • La Brosse M.R., Chen L., Johnson J.K. // Modelling and Simulation Mater. Sci. Engineer. 2010. Vol. 18. P. 015008-1-10 . DOI: 10.1088/0965-0393/18/1/015008
  • Gupta B., Pandey S., Nahata A., Sensale-Rodriguez B., Guruswamy S., Nahata A. // Scientific Reports. 2017. Vol. 7. N 12019. P. 1-6. DOI: 10.1038/s41598-017-12369-5
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.