Tuning The Crystallographic Structure And Morphology Of Nanocrystalline CaB6 Films Deposited By DC Magnetron Sputtering

• Autorzy: Zhang L. , Zhao G. , Liu H. , Min G. , Yu H.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amm-2015-0226

Warianty tytułu

PL

Optymalizacja struktury krystalograficznej i morfologii nanokrystalicznych warstw CaB6 naniesionych metodą napylania magnetronowego

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Through changing the argon pressure, CaB₆ films with different crystallographic orientation and morphology on glass substrates were prepared by direct current (DC) magnetron sputtering method. The film textures, crystallite sizes, composition and morphology were investigated by a spectrum of characterizing techniques in terms of X-ray diffraction (XRD), field emission scanning electron microscopy with energy dispersive spectrometer (FESEM-EDS), atomic force microscopy (AFM), Raman shift spectroscopy. The influence of argon pressure on microstructure was studied. The average grain size increased with the argon pressure increasing from 0.8 Pa to 1.5 Pa. Meanwhile, the dominant crystal face changed from (110) to (100). Then the grain size decreased when the argon pressure increased to 2.0 Pa. The surface morphology evolved from typical cauliflower-like nanocrystalline clusters to faceted rectangular pyramids. It was found that considerable amount of argon atoms were trapped in the films. The formation process of CaB₆ films was also analyzed in this paper.

PL

Warstwy CaB₆ naniesiono na podłoża szkliste metodą magnetronowego rozpylania stałoprądowego (DC). Poprzez kontrolę ciśnienia argonu otrzymano warstwy o różnej morfologii i orientacji krystalograficznej. Strukturę, wielkość krystalitów oraz skład chemiczny warstw badano przy zastosowaniu następujących technik: dyfrakcji rentgenowskiej (XRD), skaningowej mikroskopii elektronowej w połączeniu ze spektroskopią dyspersji energii promieniowania rentgenowskiego (SEM-EDS), mikroskopii sił atomowych (AFM) oraz spektroskopii Ramana. Badano wpływ ciśnienia argonu na mikrostrukturę warstwy. Wraz ze wzrostem ciśnienia argonu z 0,8 Pa do 1,5 Pa zwiększyła się średnia wielkość ziaren przy jednoczesnej zmianie głównych kierunków krystalograficznych – z (110) w (100). Natomiast w wyniku dalszego wzrostu ciśnienia do 2,0 Pa, wielkość ziaren zmniejszyła się. Zaobserwowano także zmiany w morfologii powierzchni. Stwierdzono, że znaczna ilość atomów argonu została uwięziona w warstwach. W niniejszej pracy poddano także analizie proces powstawania warstw CaB₆.

Słowa kluczowe

EN

CaB6 films; crystallographic structure; morphology; argon pressure

PL

warstwy CaB6; struktura krystalograficzna; morfologia; ciśnienie argonu

• Wydawca: Institute of Metallurgy and Materials Science of Polish Academy of Sciences ; Committee of Materials Engineering and Metallurgy of Polish Academy of Sciences
• Czasopismo: Archives of Metallurgy and Materials
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, iss. 2A
• Strony: 897--901
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Zhang L.

• School of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan, China

autor

Zhao G.

• School of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan, China

autor

Liu H.

• School of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan, China

autor

Min G.

• School of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan, China

autor

Yu H.

• School of Materials Science and Engineering, Shandong University, Jinan, China

Bibliografia

• [1] D.P. Young, D. Hall, M.E. Torelli, Z. Fisk, J.L. Sarrao, J.D. Thompson, H.R. Ott, S.B. Oseroff, R.G. Goodrich, R. Zysler, Nature 397, 412 (1999).
• [2] Y. Sakuraba, H. Kato, F. Sato, T. Miyazaki, Phys. Rev. B 69, 140406 (2004).
• [3] S.E. Lofland, B. Seaman, K.V. Ramanujachary, Nanjing Hur, S.W. Cheong, Phys. Rev. B 67, 020410 (2003).
• [4] R. Monnier, B. Delley, Phys. Rev. Lett. 87, 157204 (2001).
• [5] L.S. Dorneles, M. Venkatesan, M. Moliner, J.G. Lunney, and J.M.D. Coey, Appl. Phys. Lett. 85, 6377 (2004).
• [6] S. Shang, Z.K. Liu, Appl. Phys. Lett. 90, 091914 (2007).
• [7] L. Zhang, G.H. Min, H.SH. Yu, Ceram. Int. 35, 3533 (2009).
• [8] N. Ogitaa, S. Nagai, N. Okamoto, F. Iga, S. Kunii, J. Akimitsu, M. Udagawa, Physica B 68, 224305 (2003).
• [9] H. Richter, Z.P. Wang, L. Ley, Solid State Commun. 39, 625 (1981).
• [10] N. Danson, I. Safi, G.W. Hall, R.P. Howson, Surf. Coat. Technol. 99, 147 (1998).
• [11] Arif S. Alagoz, in: J. Lou (Ed.), MRS Proceedings 1224, Boston (2009).
• [12] T. Karabacak, A. Mallikarjunan, J. P. Singh, D. Ye, G.-C. Wang, T.-M. Lu, Appl. Phys. Lett. 83, 3096 (2003).
• [13] R. Messier, A.P. Giri, R.A. Roy, J. Vac. Sci. Technol. A 2, 500 (1984).

Uwagi

EN

The authors wish to acknowledge the financial support from National Natural Science Foundation of China (NSFC, No. 51102154).

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.