Petra Kreutzer, Dissertation, Fachbereich Physik der Universität Hamburg, 2001
Schlagwörter: Thin films
PACS:
In dieser Arbeit wurden dünne Schichten in den Systemen Al-Mn, Al-Pd und Al-Pd-Mn durch simultanes Aufdampfen aus getrennten Quellen hergestellt. Ziel war, durch simultanes Aufdampfen bei hohen Temperaturen Keimbildung und Wachstum der ikosaedrischen Phase zu untersuchen und die Homogenität der Schichten gegenüber sequentiellen Aufdampfmethoden zu verbessern. Als Substrate wurden HOPG und amorpher Kohlenstoff verwendet. Analysiert wurden die Schichten mit Transmissionselektronenmikroskopie, Elektronenbeugung und energiedispersiver Röntgenanalyse. Der Einfluss von Substrattemperatur, Zusammensetzung und Depositionsrate auf die Struktur und die Phasenbildung in den Schichten wurde untersucht und die Phasendiagramme entsprechend diskutiert. Im binären System Al-Mn, bei Mangangehalten zwischen 13 und 23 at.%, konnte die reine ikosaedrische Phase bei Substrattemperaturen von 300 bis 500 °C und Depositionsraten von etwa 0,01 nm/s gefunden werden. Bei höheren Depositionsraten kristallisierte schon bei 400 °C Al6Mn aus. Bei niedrigeren Mangangehalten wurden kristalline Aluminiumausscheidungen beobachtet. Im ternären System Al-Pd-Mn wurde die reine ikosaedrische Phase bei Zusammensetzungen von 75 bis 84 at.% Aluminium erhalten. Generell zeigten niedrigere Depositionsraten eine bessere Homogenität der Schichten und vollständigere Reaktionen der Komponenten.
Thin films of Al-Mn, Al-Pd and Al-Pd-Mn were grown by simultaneous deposition of the components on carbon substrates (a-C, HOPG). The films were deposited at elevated teperatures in order to investigate nucleation and growth of the icosahedral phase. The aim was to improve film morphology compared with sequential preparation methods. The films were characterized by transmission electron microscopy, electron diffraction and energy dispersive x-ray analysis. The Al-Mn, Al-Pd and Al-Pd-Mn phase diagrams for simultaneously deposited thin films are discussed. Depending on substrate temperature, composition and deposition rate, the icosahedral phase was observed beside different crystalline phases. In the binary Al-Mn system, at substrate temperatures between 300 and 500 °C, and at a total deposition rate of as low as 0.01 nm/s, the pure icosahedral phase developed for Mn concentrations between 13 and 23 at.%. Higher rates caused segregation of Al6Mn crystallites at 400 °C. At lower Mn contents, Al was segregated. In the ternary Al-Pd-Mn system the icosahedral phase was found at compositions of more than 75 at.% Al. Segregation of crystalline Al was observed at more than 84 at.% Al. Low deposition rates generally showed more homogenious film morphology and more complete reactions between the components.