Особенности влияния ориентации и размера зерен на механические свойства тонкопленочных мембран Al/Mo
Ministry of Science and Higher Education of the Russian Federation , No. 075-15-2021-1350 dated October 5, 2021
Дюжев Н.А.1, Гусев Е.Э.
1, Кушнарев И.В.1, Махиборода М.А.1, Доброхотов Д.А.1, Беспалов В.А.1
1Национальный исследовательский университет "МИЭТ", Зеленоград, Москва, Россия
Email: bubbledouble@mail.ru
Поступила в редакцию: 11 декабря 2023 г.
В окончательной редакции: 22 января 2024 г.
Принята к печати: 22 января 2024 г.
Выставление онлайн: 4 апреля 2024 г.
Впервые изложена идея влияния ориентации и размера зерен на механические свойства тонкопленочных мембран. Апробация осуществлена на примере тонкопленочных материалов Al/Mo на Si-пластине с использованием метода выдувания. Экспериментально подтверждено, что горизонтальный размер зерен Mo изменяется в диапазоне от 27 до 67 nm, размер зерен Al варьируется от 166 до 502 nm, зерна ориентированы во взаимно перпендикулярном направлении. Вертикальный размер зерен совпадает с толщиной пленки при толщинах до 1130 nm для Mo и при толщинах до 1000 nm для Al. При варьировании последовательности осаждения слоев Al и Mo достигается увеличение критического давления разрыва и двухосного модуля упругости более чем на 50%. В частности, для мембраны диаметром 0.5 mm критическое давление разрыва увеличилось от 3.32 до 5.77 atm, а двухосный модуль упругости - от 400 до 691 GPa. Критическое давление значительно возрастает при использовании пленок с большими зернами, ориентированных перпендикулярно направлению нагрузки. Ключевые слова: размер зерен, механические свойства, тонкие пленки.
- Ю.П. Бородин, В.В. Кесаев, А.Н. Лобанов, С.А. Амброзевич, Письма в ЖТФ, 49 (20), 16 (2023). DOI: 10.61011/PJTF.2023.20.56340.19678 [Yu.P. Borodin, V.V. Kesaev, A.N. Lobanov, S.A. Ambrozevich, Tech. Phys. Lett., 49 (10), 52 (2023).]
- Н.А. Дюжев, Е.Э. Гусев, Т.А. Грязнева, А.А. Дедкова, Д.А. Дронова, В.Ю. Киреев, Е.П. Кириленко, Д.М. Мигунов, Д.В. Новиков, Н.Н. Патюков, А.А. Преснухина, А.Д. Бакун, Д.С. Ермаков, Рос. нанотехнологии, 12 (7-8), 97 (2017). [N.А. Dyuzhev, E.E. Gusev, T.A. Gryazneva, A.A. Dedkova, D.A. Dronova, V.Yu. Kireev, E.P. Kirilenko, D.M. Migunov, D.V. Novikov, N.N. Patyukov, A.A. Presnukhina, A.D. Bakun, D.S. Ermakov, Nanotechnologies in Russia, 12 (7-8), 426 (2017). DOI: 10.1134/S1995078017040073]
- Н.А. Дюжев, Е.Э. Гусев, М.А. Махиборода, Изв. РАН. Механика твердого тела, N 5, 103 (2022). DOI: 10.31857/S0572329922050063 [N.A. Dyuzhev, E.E. Gusev, M.A. Makhiboroda, Mech. Solids, 57 (5), 1044 (2022). DOI: 10.3103/S002565442205017X]
- J.H. Liu, J.X. Yan, Z.L. Pei, J. Gong, C. Sun, Surf. Coat. Technol., 404, 126476 (2020). DOI: 10.1016/j.surfcoat.2020.126476
- M.G. Mueller, M. Fornabaio, G.vZagar, A. Mortensen, Acta Mater., 105, 165 (2016). DOI: 10.1016/j.actamat.2015.12.006
- M.P. Kalashnikov, V.P. Sergeev, V. Neyfeld, AIP Conf. Proc., 1623 (1), 221 (2014). DOI: 10.1063/1.4901483
- K. Nakamura, H. Ohashi, Y. Enta, Y. Kobayashi, Y. Suzuki, M. Suemitsu, H. Nakazawa, Thin Solid Films, 736, 138923 (2021). DOI: 10.1016/j.tsf.2021.138923
- Г.А. Шнеерсон, В.В. Титков, К.В. Волошин, Письма в ЖТФ, 49 (9), 13 (2023). DOI: 10.21883/PJTF.2023.09.55317.19510 [G.A. Shneerson, V.V. Titkov, K.V. Voloshin, Tech. Phys. Lett., 49 (5), 11 (2023). DOI: 10.21883/TPL.2023.05.56017.19510]
- A.V. Novak, V.R. Novak, A.A. Dedkova, E.E. Gusev, Semiconductors, 52 (15), 1953 (2018). DOI: 10.1134/S1063782618150095
- С.С. Манохин, В.И. Бетехтин, А.Г. Кадомцев, М.В. Нарыкова, О.В. Амосова, Ю.Р. Колобов, Д.В. Лазарев, ФТТ, 65 (1), 131 (2023). DOI: 10.21883/FTT.2023.01.53935.492 [S.S. Manohin, V.I. Betekhtin, A.G. Kadomtsev, M.V. Narykova, O.V. Amosova, Yu.R. Kolobov, D.V. Lazarev, Phys. Solid State, 65 (1), 126 (2023). DOI: 10.21883/PSS.2023.01.54986.492].
- H. Zhao, J. Xie, A. Mao, A. Wang, Y. Chen, T. Liang, D. Ma, Materials, 11 (9), 1634 (2018). DOI: 10.3390/ma11091634
- K.S. Chen, K.-S. Ou, in Handbook of silicon based MEMS materials and technologies (Elsevier, 2015), p. 398. DOI: 10.1016/b978-0-323-29965-7.00017-8
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.