納米薄膜晶粒生長的厚度效應.pdf

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

2、，且與模擬結果更為符合。為從實驗上研究納米薄膜中晶粒生長的厚度效應并檢驗模擬結果和修正方程的合理性，薄膜體系的設計需要滿足研究厚度效應的標準，并盡可能與模擬條件相符，為此本文設計了厚度為納米尺寸的CoSiO2以及NiSiO2多層膜結構，以此研究該薄膜退火時的晶粒尺寸演化過程。該多層膜體系由于每個金屬單層均被SiO2非晶層隔開，可以認為每一個金屬單層是一個獨立的納米薄膜結構，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，多層膜結構具有很好的統計性，相比單層膜數據可靠性高。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間以制備不同調制層厚度的納米級多層膜結構。將多層膜結構在特定溫度下退火不同時間。通過XRD，SEM，TEM表征其微觀組織，并采用Voigt函數計算平均晶粒尺寸。實驗結果顯示：1.CoSiO2多層膜結構XRD數據顯示，金屬Co層以大量fccβ相和少量hcpα相存在