Fázisnövekedés amorf Si – Cu rendszerben; SNMS, XPS, XRD valamint APT technikák kombinált alkalmazása B. PARDITKA 1,2,M. VEREZHAK 1,3, M. IBRAHIM 4 1 Aix-Marseille Université, IM2NP, Faculté des Sciences de Saint-Jérôme case 142, Marseille, France 2 University of Debrecen, Department of Solid state Physics, Egyetem tér 1. PO.Box 2. H-4010, Hungary 3 Metal Physics Department, National Technical University of Ukraine 'Kyiv Polytechnic Institute', 37 Prospect Peremogy, U-03056, Kiev, Ukraine 4 Institute of Materials Physiks, University of Münster, Wilhelm Klemm Straße 10, D-48149, Münster, Germany Köszönetnyilvánítás : Absztrakt: Méréseink során SNMS (Secondary Neutral Mass Spectrometry), XRD, profilométeres, 4 pontos ellenállás mérés, XPS és APT (Atom Probe Technique) technikák kombinációjának segítségével követtük nyomon a Cu 3 Si fázis növekedését 408 K hőmérsékleten. Az amorf szilíciumból és a nanokristályos rézből kialakuló fázis lineáris növekedést mutatott, melyhez a Cu3Si/Cu és a Cu3Si/a-Si fázishatárok hozzávetőlegesen egyenlő mértékben járultak hozzá. Az APT mérésekből kiderült, hogy a szilícium atomok a réz szemcsehatárain gyorsan bediffundálnak majd pedig szegregálnak a felszínen. Az SNMS és APT mérések arra is fényt derítettek, hogy egy, már a kezdetekkor kialakult kevert tartományból, mely már a mintagyártáskor megjelenik, alakul ki igen gyorsan a Cu 3 Si fázis, melyet ezután egy jóval lassabb fázishatár kontrollált lineáris fázisnövekedés követ. Hőkezeletlen és hőkezelt minták SNMS profiljai 408 K / 12 óra Jól látható a kezdetben még éles határfelület mentén kialakuló Cu 3 Si fázis növekedése Motiváció: Mintagyártás & Mérések: B. Parditka, M.Verezhak, Z. Balogh, A. Csik,G. A. Langer, D. L. Beke, M. Ibrahim, G. Schmitz, Z. Erdélyi; Phase growth in amorphous Si-Cu system: combination of SNMS, XPS, XRD, and APT techniques ; ACTA MATERIALIA (submitted) Fázis határok (Cu 3 Si/Cu és Cu 3 Si/a-Si) eltolódása a hőkezelési idő függvényében… Meglepő módon azonos mértékű fogyás tapasztalható mindkét résztvevő anyag részéről. Magyarázat: szemcsehatár diffuzió… A réz-szilícium rendszer nem egy iparág számára fontos anyag páros. A napelem gyártástól, az új generációs, nanoszálakat is felhasználó akkumulátor gyártáson át egészen az legújabb optikai adathordozókig igen sok helyen felbukkannak. A rendszer fázis diagramján jól látható, hogy a rendszer több fázis megjelenésének is lehetőséget nyújt adott körülmények között. Ezen fázisok közül a Cu 3 Si az irodalomban is több megelőző kutatásban megjelent a fennt említett technológiák, eszközök fejlesztése kapcsán. Kutatásainkat, így eme fázis növekedésének korai szakaszára fókuszáltuk. Minták: (Si hordozó // 120 nm a-Si / 45 nm Cu) Hőkezelések nagy vákuum körülmények között (408 K) Hőkezelések: 0*,1, 2, 4, 8, 12 és 18 óra XRD és XPS mérések: Hőkezelések alatt kialakuló a Cu 3 Si fázis jelei. Hőkezelések előtti és utáni XRD és XPS mérési eredmények… Eredmények: A Cu 3 Si fázis növekedése lineáris kinetikát mutat… (Míg az irodalomban más kutatócsoportok ettől eltérő – parabolikus – kinetikát találtak.) Az APT mérésekből származó ábrán tisztán láthatóak mind a szemcsehatár diffúzió, mind a felszíni szegregáció nyomai Konklúzió: A poszter elkészítését a TÁMOP-4.2.2/B-10/ számú projekt támogatta. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósult meg. Amorf szilícium-réz rendszerben tanulmányoztuk a Cu 3 Si fázis kezdeti növekedését 408 K hőmérsékleten. Méréseink során XPS, XRD, APT, SNMS, profilométeres valamint 4 pontos ellenállás mérések eredményeit használtuk fel. Az irodalommal ellentétben lineáris kinetikát találtunk, mely során a két fázishatár egyenlő mértékben járult hozzá a fázis növekedéséhez, melyet a szemcsehatár diffúzió eredményezett. Eredményünk tehát egy fázishatár kontrollált lineáris kinetikát követő fázis növekedés az amorf szilicium – réz rendszerben.