Characterization of Al-Mg thin film deposited using pulsed laser deposition technique

• Autorzy: Radziszewska A. , Moskalewicz T.

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka cienkich warstw Al-Mg otrzymywanych za pomocą techniki osadzania laserem impulsowym

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This paper presents the morphology, microstructure (observed by SEM, TEM) and chemical composition (EDS) of the thin Al-Mg film deposited using pulsed laser deposition (PLD) technique at room substrate tempera- ture, namely Ts =25°C, laser wavelength λ= 1064 nm and laser fluence q = 13.8 J/cm2. The scanning electron microscopy observations revealed the appearance of many dropfets with diameters 1÷15 um on film. Whereas, the EDS analysis showed incongruent transfer of the chemical composition of the target onto the thin film. The thickness of thin film was equal to 1 um. This thin film was characterized by nanocrystalline microstructure. However, there also appeared columnar Al crystals and characteristic “V shaped” crystals. It was found that the following phases were appeared in different areas of the thin layers: Al3OMg23, Al65Mg35 and Al.

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań mikrostruktury cienkich warstw Al-Mg otrzymanych przez osadzanie laserem impulsowym (PLD) za pomocą skaningowej i transmisyjnej mikroskopii elektronowej (SEM, TEM). Podczas nakładania warstw stosowano pokojową temperaturę podłoża Ts = 25°C, długość promieniowania laserowego λ = 1064 nm oraz gęstość energii wiązki lasera q = 13,8 J/cm2. Skaningowa mikroskopia elektronowa ujawniła występowanie na powierzchni warstw wielu kropli o średnicy ok. 1÷15 um. Natomiast technika EDS pozwoliła stwierdzić brak stechiometrycznego przenoszenia składu chemicznego tarczy do warstw. Grubość cienkiej warstwy wynosiła ok. 1 um. Warstwa charakteryzowała się nanokrystaliczną mikrostrukturą. Widoczne były również kolumnowe kryształy Al oraz charakterystyczna mikrostruktura występująca w cienkich warstwach, czyli kryształy w kształcie litery ,,V”. W różnych obszarach cienkich warstw obserwowano występowanie następujących faz: Al30Mg23, Al65Mg35 i czystego Al.

Słowa kluczowe

EN

microstructure; chemical composition; phase composition; thin film; Al-Mg alloy; PLD

PL

mikrostruktura; skład chemiczny; skład fazowy; cienkie warstwy; stop Al-Mg; PLD

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 34, nr 3
• Strony: 192--195
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Radziszewska A.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, AGH University of Science and Technology

autor

Moskalewicz T.

• Faculty of Metals Engineering and Industrial Computer Science, AGH University of Science and Technology

Bibliografia

• [1] Pauling L.: The crystal structure of magnesium stannide. J. Am. Chem. Soc. 45 (1923) 2777÷2780.
• [2] Bergman G., Waugh J. L. T., Pauling L.: The crystal structure of the metallic phase Mg32(Al, Zn)49. Acta Cryst. 10 (1957) 254÷259.
• [3] Samson S.: The crystal structure of the phase ß Mg2Al3. Acta Cryst. 19 (1965) 401÷413.
• [4] Riederer K.: Das system aluminium-magnesium-zink. Zeit. für Metall. 28 (1936) 312.
• [5] Lipinska-Chwalek M.: Crystal growth and plastic properties of single crystalline complex metallic alloys. PhD thesis, Wydawnictwo Naukowe Akapit, Kraków (2009).
• [6] Feuerbacher M., Thomas C., Makongo J. P. A. et al.: The Samson phase ß-Mg2Al3. Zeit. für Kristall. 222 (2007) 259÷288.
• [7] Urban K., Feuerbacher M.: Structurally complex alloy phases. J. Non-Cryst. Solids 334-335 (2004) 143÷150.
• [8] Belin-Ferre E. (Eds.): Properties and applications of complex intermetallics. Book Series on Complex Metallic Alloys, Word Scientific, Singapore (2010).
• [9] Radziszewska A.: The AlMg thin films deposited by using PLD technique. Inżynieria Materiałowa 3-4 (2007) 720÷723.
• [10] Stadelmann P.: JEMS Java Electron Microscopy Software. http://cimew- ww.epfi.ch 550 (2004).
• [11] Eason R.: Pulsed laser deposition of thin films. Wiley, Hoboken (2007).
• [12] Latkoczy Ch., Müller Y., Schmutz P., Günther D.: Quantitative element mapping of Mg alloys by laser ablation ICP-MS and EPMA. Appl. Surf. Sc. 252 (2005) 127÷132.
• [13] Willmott P. R., Huber J. R.: Pulsed laser vaporization and deposition. Rev. Mod. Phys. 72 (1) (2000) 315÷328.
• [14] Koren G., Gupta A., Baseman R. J., Lutwyche M. I., Laibowitz R. B.: Laser wavelength dependent properties of YBa2Cu3O(7-delta) thin films deposited by laser ablation. Appl. Phys. Lett. 55 (23) (1989) 2450÷2452.
• [15] Radziszewska A.: Structure and morphology of thin films deposited by pulsed laser deposition technique. J. Microscopy 237 (2010) 348÷352.
• [16] Radziszewska A.: Structure and morphology of thin films deposited by pulsed laser deposition technique. Solid Stat. Phenom. 186 (2012) 160÷163.
• [17] Bama P. B., Adamik M.: Fundamental structure forming phenomena of polycrystalline films and the structure zone models. Thin Sol. Films 317 (1998) 27÷33.