Warstwy Mg2Si nanoszone metodą impulsowego rozpylania magnetronowego

• Autorzy: Mars K. , Godlewska E. , Augustyniak M. , Mitoraj M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/13.2015.2.25

Warianty tytułu

EN

Mg-2Si layers deposited by pulsed magnetron sputtering

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem niniejszej pracy było otrzymanie warstw krzemku magnezu (Mg2Si) metodą impulsowego rozpylania magnetronowego. W pierwszym etapie opracowywanej technologii otrzymano proszek krzemku magnezu poprzez zastosowanie samorozwijającej się syntezy wysokotemperaturowej SHS (ang. Self-Propagating High-Temperature Synthesis). Z uzyskanego proszku, metodą spiekania na gorąco zostały wytworzone gęste spieki przydatne do produkcji targetów. Syntezę warstw Mg2Si prowadzono w aparaturze próżniowej NP - 501A produkcji TEPRO Koszalin. W cylindrycznej komorze próżniowej zainstalowano planarną wyrzutnię magnetronową współpracującą z zasilaczem Dora Power System (DPS). Zasilacz DPS przystosowany jest do zasilania urządzeń rozpylających, generując impulsy z częstotliwością 80 kHz, co pozwala określić stosowaną technikę magnetronową jako impulsową (ang. Pulsed Magnetron Sputtering). Otrzymane warstwy analizowano pod kątem składu chemicznego, fazowego i struktury przy użyciu niskokątowej dyfraktometrii rentgenowskiej (ang. Grazing Incidence Diffraction – GID), oraz mikroskopii skaningowej.

EN

The objective of this study was to deposit stoichiometric layers of magnesium silicide (Mg2Si) by pulsed magnetron sputtering. Magnesium silicide powder obtained by Self-Propagating High-Temperature Synthesis was hot pressed (HP) and the obtained dense sinter was suitable for the production targets. Mg2Si layers were deposited in a vacuum chamber (NP – 501A TEPRO Koszalin) equipped with one magnetron with a planar target, 50 mm in diameter. A pulsed power supply, Dora Power System, was used in the sputtering process. The power supply was generating sinusoidal pulses with a frequency of 80 kHz and group modulation of 2.5 kHz. Because of the type of the power supply, the method is referred to as Pulsed Magnetron Sputtering. The obtained layers were characterised by X-ray diffraction (GID), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive X-ray spectrometry (EDS).

Słowa kluczowe

PL

krzemek magnezu; impulsowe rozpylanie magnetronowe

EN

magnesium silicide; pulsed magnetron sputtering

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 56, nr 2
• Strony: 108--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., wykr.

Twórcy

autor

Mars K.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

autor

Godlewska E.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

autor

Augustyniak M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

autor

Mitoraj M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, Kraków

Bibliografia

• [1] G.V. Samsonov, L.A. Dvorina, B.M. Rud’, Silicidy, Metallurgiâ, Moskva 1979.
• [2] G. Roberts, E. Cairns, J. Reimer, Magnesium silicide as a negative electrode material for lithium-ion batteries, Journal of Power Sources, vol. 110 (2002), s. 424–429.
• [3] M. Akasaka, T.Iida, A. Matsumoto, et.al., The thermoelectric properties of bulk crystalline n- and p-type Mg2Si prepared by the vertical Bridgman method, Journal of Applied Physics, vol. 104, 013703 (2008), s. 1–8.
• [4] M. Yang, W. Luo, Q. Shen, et.al., Preparation and Thermoelectric Properties of Bi-doped Mg2Si Nanocomposites, Advanced Materials Research, vol. 66 (2009), s. 17–20.
• [5] Soon-Mok C., Kyung-Ho K., Il-Ho K., et.al., Thermoelectric properties of the Bi-doped Mg2Si system, Current Applied Physics, vol. 11 (2011), s. 388–391.
• [6] Mars K., Ihou-Mouko H., Pont G., Toboła J., Scherrer H., Properties and Electronic Structure of Bi- and Ag-Doped Mg2Si1-xGex Compounds, Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 38, No. 7, 2009.
• [7] Prytuliak A., Godlewska E., Mars K., Berthebaud D., Synchrotron Study of Ag-Doped Mg2Si: Correlation Between Properties and Structure Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 43, No. 10, 2014.
• [8] Polymeris G.S., Theodorakakos A., Mars K., Godlewska E., Lioutas Ch. B., Hatzikraniotis E, Paraskevopoulos K. M., Comparing Doping Methodologies in Mg2Si/AgMg System, Journal of ELECTRONIC MATERIALS, Vol. 43, No. 10, 2014.
• [9] T. Sakamoto, T. Iida, N. Fukushima, et.al., Thermoelectric properties and power generation characteristics of sintered undoped n-type Mg2Si, Thin Solid Films, vol. 519 (2011), s. 8528–8531.
• [10] T. Serikawa, K. Kawabata, K. Kondoch, et.al., Comparative study of Mg-Si fims deposited by DC- and RF-glow discharge sputtering, Transaction of JWRI, vol. 36 (2007) No.2, s. 39–43.
• [11] Seung-Wan S., K. Striebel, R. Reade, et.al., Electrochemical studies of nanoncrystalline Mg2Si thin film electrodes prepared by pulsed laser deposition, Journal of The Electrochemical Society vol. 150, No. 1 (2003), s. A121-A127.
• [12] T. Serikawa, M. Henmi, T. Yamaguchi, et.al., Depositions and microstructures of Mg–Si thin film by ion beam sputtering, Surface and Coatings Technology, vol. 200 (2006), s. 4233–4239.
• [13] Godlewska E., Mars K., Mania R., Zimowski S., Combustion synthesis of Mg2Si, Intermetallics 19 (2011) 1983–1988.
• [14] K. Miernik, Działanie i budowa magnetronowych urządzeń rozpylających, Instytut Technologii Eksploatacji, Radom 1997.
• [15] R. Bunshah, Handbook of deposition technologies for films and coatings: science, technology and applications, Noyes Publications, Westwood 1994.