晶體表面能各向異性分析及其對薄膜中異常晶粒生長的驅(qū)動(dòng)作用.pdf

1、陜西師范大學(xué)碩士學(xué)位論文晶體表面能各向異性分析及其對薄膜中異常晶粒生長的驅(qū)動(dòng)作用姓名：馬飛申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：光學(xué)指導(dǎo)教師：張建民20040401任意晶面與(111)晶面之間夾角的大小粗略估計(jì)面心立方金屬各晶面作為表面時(shí)表面能的相對大小。根據(jù)表面能各向異性的理論分析結(jié)果，僅就表面能而言，我們預(yù)言：面心立方(FCC)和金剛石(Diamond)結(jié)構(gòu)的(111)，體心立方(BCC)的(110)分別為三種晶體結(jié)構(gòu)的擇優(yōu)取向，在薄膜退火過程中

2、表面能各向異性將驅(qū)動(dòng)相應(yīng)取向異常晶粒的生長，并導(dǎo)致相應(yīng)織構(gòu)的出現(xiàn)或者加強(qiáng)。(3)通過x一射線衍射(XRD)和透射電子顯微鏡(TEM)對Cu、Ag自由膜和附著膜在退火過程中的異常晶粒生長，以及它們相對于沉積膜的織構(gòu)演變進(jìn)行的比較實(shí)驗(yàn)研究表明：無論是Cu還是Ag，沉積膜為多晶結(jié)構(gòu)，無擇優(yōu)織構(gòu)，晶粒尺寸均小于100納米，屬納米薄膜。Cu附著膜在300℃退火3小時(shí)出現(xiàn)了(100)和(110)取向的異常大晶粒，其尺寸分別為14Aan和20kan左

3、右，Ag附著膜在300℃下退火3小時(shí)出現(xiàn)了(112)取向的異常大晶粒，大小為17／an，這是應(yīng)變能各向異性驅(qū)動(dòng)的結(jié)果。異常晶粒的生長導(dǎo)致相對于沉積膜，附著膜中(200)、(220)和(211)等取向顯著增強(qiáng)，表現(xiàn)為擇優(yōu)取向。相反，在300℃條件下退火3小時(shí)，cu和Ag自由膜中均出現(xiàn)了(111)取向的異常晶粒，大小尺寸分別為1／an和04／on，這一變化是表面能各向異性驅(qū)動(dòng)異常晶粒生長的結(jié)果，實(shí)驗(yàn)與理論計(jì)算完全一致。關(guān)鍵詞：表面能異常晶粒