Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Conductance at InAs, InGaAs and GaAs MBE Epi-layers

Wolkenberg A., Przesławski T., Kaniewski J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 2

82-94

EN

This paper presents the fraction of total conductivity based on calculated conductivities of several A III B V MBE epi-layers. As previously described, the method allows the calculation of the carrier concentration and mobility of each component of a multi carrier system MCS. The extracted concentrations are used to characterize the particular charge transport parts in the active layer in the form of conductance G [S] values of these parts. The scattering events for the investigated samples are presented. The analysis of the experimental results for three semiconductor compositions and different concentrations demonstrates the utility of our method in comparing the conductance's of each part of the multi-layered system as a function of temperature.

PL

Przedstawiono wartości udziałów poszczególnych części ogólnego przewodnictwa epitaksjalnych warstw A III B V wykonanych w technologii MBE. Korzystając z poprzednio publikowanych rozważań przeliczono koncentracje nośników i ich ruchliwości wynikające z obecności różnych ich źródeł stosując tzw. system wielonośnikowy MCS. Obliczane składowe koncentracje nośników tego systemu pozwoliły na charakteryzację udziałów poszczególnych części składających się na system wielonośnikowego transportu w warstwie aktywnej w postaci ich przewodnictwa G [S]. Opisano także jakie mechanizmy rozpraszania przyjęto do obliczeń. Analiza uzyskiwanych danych po zastosowaniu naszej metody dla trzech rodzajów półprzewodników tj. InAs, InGaAs i GaAs o różnych koncentracjach nośników demonstruje przydatność metody dla oceny udziałów przewodnictw systemu wielonośnikowego w funkcji temperatury.

2

Influence of the magnetic field on the charge transport in InxGa1-xAs (0 x ≤ x ≤ 1) MBE layers

Wolkenberg A., Przesławski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2008

|

Vol. 49, nr 2

72-75

EN

The Hali effect and magnetoresistance measurements in InxGa1-xAs alloys have been carried out over the entire range of compositions x(x=0, x=0.53 and x=1) in the magnetic field up to 1.5 T. InGaAs layers were grown by molecular beam epitaxy (MBE) onto GaAs and InP substrates. Despite the large lattice mismatch (≤ 7.2%) InxGa1-xAs layers showed excellent morphological and structural properties as determined by double crystal X-ray diffraction. Heteroepitaxially grown InAs and In0.53Ga0.47As layers exhibited pronounced maximum of Hali coefficient at temperaturę about ~60 K, which is characteristic of impurity-band transport. Additionally all InGaAs layers showed several anomalous behaviour like strong non-linear character in the magnetic field dependence of their Hali coefficients, non-quadratic weak magnetic field dependence of magnetoresistance, and the temperature dependence of their electron mobility. These are attributed to inhomogeneous distribution of misfit dislocation, and are interpreted in terms of two-layer model, one with bulk like and the other with strongly dislocated region at the heterointerface.

PL

Pomierzono zjawisko Halla i magnetorezystancje w stopach InxGa1-xAs przy różnych wartościach x (x = 0, x=0,53 i x= 1) w polach magnetycznych do 1,5 T. Warstwy InGaAs były osadzane na podłożach z GaAs i InP w procesie MBE. Pomimo dużego niedopasowania sieciowego (≤ 7,2%) warstwy InxGa1-xAs wykazują dobrą strukturę, co wynika z badań XRD. Heteroepitaksjalne warstwy InAs i In0.53Ga0.47As wykazują się maksimum współczynnika Halla w temperaturze ~60 K charakterystyczną dla transportu przez pasmo domieszek. Ponadto warstwy InGaAs wykazują silnie nieliniowy charakter zależności współczynnika Halla od pola magnetycznego, niewielkie odchylenie od zależności kwadratowej magnetorezystancji od pola magnetycznego i zależność temperaturową ruchliwości elektronów. Przypisujemy to niehomogenicznemu rozkładowi dyslokacji niedopasowania i interpretujemy to w modelu dwuwarstwowym, składającym się z warstwy obszaru objętościowego i warstwy międzypowierzchniowej przy podłożu, silnie wzbogaconej dyslokacjami.

3

Wpływ grubości epitaksjalnych warstw InAs na GaAs wykonywanych w technologii MBE, na ich parametry transportu ładunków elektrycznych

Wolkenberg A., Przesławski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 7

39-44

PL

Otrzymywanie czystych epitaksjalnych warstw InAs/GaAs o dużej perfekcji krystalograficznej jest możliwe metodą epitaksji z wiązek molekularnych [2]. W warstwach tych obserwowane jest anomalne zachowanie R H (T) tj. występowanie maksimum w temperaturach około 50K i spadek wartości poniżej tej temperatury, co odpowiada anomalnej zależności n H (T). W warstwach InAs w niskich temperaturach w wyniku występowania naprężeń (skutkiem niedopasowania sieciowego) występują anomalne zjawiska transportu [3]. Stwierdzono w przypadku występowania anomalnych wartości R H w InAs, że dla poprawnego rozwiązania równania neutralności należy dodać do koncentracji elektronów dodatkowy składnik X, związany ze stanami typu donorowego i akceptorowego [2]. Składnik X mogą stanowić domieszki o różnych energiach aktywacji położonych pod dnem lub nieco ponad dnem pasma przewodnictwa.

EN

Molecular beam epitaxy allow to obtain pure InAs layers with big crystallographic perfection [2]. We observed in this layers anomalous behaviour of R H (T) ie. Maximum value at temperature ~50K and decrease in temperature lower as 50K what is equivalent to anomalous increase of n H (T). In the epitaxial layers of InAs at low temperatures as a result of of strain between the layer and GaAs substrate we observe the transport by two or more charge carriers [3]. It was stated, that in the case of anomalous values of R H (T) we must add to concentration of charges the component X during solving of the neutrality equation. This component may be acceptor or donor like [2]. X component may be energetically localized little under bottom of conductivity band or above it.

4

Parametry galwanomagnetyczne i przewodnościowe warstw epitaksjalnych MBE z InAs/GaAs, In0,53Ga0,47As/InP i GaAs/GaAs

Wolkenberg A., Przesławski T.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 6

26-30

PL

Przedstawiono przegląd problemów pomiarowych parametrów transportowych epitaksjalnych warstw MBE z InAs/GaAs, In0,53Ga0,47As/InP i GaAs/GaAs przy stosowaniu do pomiarów pola magnetycznego. Opisano wpływ temperatury pomiaru na dokładność wyników. Zwrócono uwagę na dobór właściwych wartości natężenia pola magnetycznego. Wnioskowano, że porównywanie mierzonych wartości z obliczanymi teoretycznie przynosiło najlepsze rezultaty w przypadku warstw GaAs.

EN

There were described very broadly the problems connected with measurements of the charge transport parameters of the epitaxially grown in MBE layers of InAs/GaAs, In0.53Ga047As/InP and GaAs/GaAs by galvanomagnetic method. The temperaturę influence on measure accuracy was mentioned. Also the choice of right magnetic field value was presented. The best results of the comparison between theoretically calculated values and that measured were obtained on GaAs samples.

5

Kwantowy (2DEG) czujnik pola magnetycznego z pseudomorficzną warstwą aktywną In0,52Al0,48As/In0,8Ga0,2As na podłożu (411)A InP

Przesławski T., Wolkenberg A.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2007

|

Vol. 48, nr 1

55-61

PL

Opisano koncepcję nowej generacji czujników Halla wykorzystujących półprzewodnikowe studnie kwantowe wypełnione 2DEG. Technologie MBE, MOCVD umożliwiają kontrolę parametrów rosnących warstw oraz wytwarzanie tzw. struktur pseudomorficznych - mechanicznie naprężonych na granicy z sąsiednimi warstwami i nie przekraczających grubości krytycznej. Podano właściwości elektryczne oraz charakterystyki różnych parametrów, które mogą być odpowiednio kształtowane (inżynieria przerwy zabronionej, inżynieria funkcji falowych). Wymienione zalety tej struktury heterozłączowej w połączeniu ze wzrostem na podłożu (411 )A InP powinny znacznie poprawić właściwości transportowe ładunków elektrycznych. Czujniki Halla wykorzystujące struktury pseudomorficzne mogą w najbliższej przyszłości wyprzeć z wielu zastosowań tradycyjne hallotrony.

EN

There was described new concept of Hall sensors with fulfilled quantum wells by 2DEG. MBE and MOCVD technology allow control of the growing layers (channel and barrier) and therefore also to make pseudomorphic structures mechanic strained on the frontier between neighbor layers and with it thickness lower as critical. It was described different properties and parameters which can be shaped using energy gap and wave function engineering. All values of these structures together with growth on (411)A InP (super- flat interfaces - significant reduction of the interface roughness scattering charge carrier of 2DEG, enhanced electron mobility) must to bring enormous increase of transport parameters of charge carriers. Such Hall sensors can push out in the future the classical Hall sensors with thin layer structure.

6

Comparative study of sensor and material properties on In₀.₅₃Ga₀.₄₇As/InP fabricated by MBE and MOCVD

Wolkenberg A., Przesławski T.

Electron Technology : Internet Journal

|

2005/2006

|

Vol. 37/38, nr 1

1-9

EN

We report the galvanomagnetic properties of Hall and magnetoresistor cross-shaped sensors with lateral dimensions 2x3 mm. The comparative study of epilayers fabricated by MBE and MOCVD are presented. The measured parameters of these devices gave an interesting insight into their behaviour at temperatures ranging from LHe to room temperature. The large changes of the galvanomagnetic parameters vs. magnetic field and temperature allow these devices to be used as field or temperature sensors.

7

Magnetic field sensors based on undoped In0.53Ga0.47As/InP heterostructures fabricated by molecular beam epitaxy and metalorganic chemical vapor deposition

Przesławski T., Wolkenberg A., Kaniewski J., Regiński K., Jasik A.

Optica Applicata

|

2005

|

Vol. 35, nr 3

627-634

EN

In this paper we, describe the design and fabrication process of Hall and magnetoresistor cross-shaped sensors using In0.53Ga0.47As/InP layer structures as active media. The influence of geometric correction factor GH on sensitivity parameters of these devices has been investigated. The results have been used in order to optimize the structure design behavior at temperatures ranging from 3 to 300 K. The large changes of the galvanomagnetic parameters vs. magnetic field and temperature allow these devices to be used as signal and measurement magnetic field sensors.

8

Określanie czynników wpływających na przewodnictwo powierzchniowych warstw epitaksjalnych GaAs osadzanych na podłożach z GaAs z zastosowaniem metody MCF (multi carrier fit)

Wolkenberg A.

Inżynieria Materiałowa

|

2005

|

Vol. 26, nr 5

670-670

PL

Ostatnio stwierdzono, że w materiałach o własnościach półprzewodnikowych przewodnictwo elektryczne w polu magnetycznym często nie jest proporcjonalne do tego pola. Szczególnie zjawisko to występuje w bardzo cienkich warstwach epitaksjalnych o grubościach od . kilkunastu do kilku tysięcy warstw atomowych. Wysunięto hipotezę, że w transporcie ładunków elektrycznych mogą brać udział nośniki o różnej energii (tzn. ruchliwości). Problem praktyczny jaki wynika z takiego zachowania nośników prądu wiąże się z zastosowaniem tych warstw w przyrządach pracujących w zmiennych polach elektromagnetycznych. Metody pomiarowe jakimi dysponujemy są metodami uśredniającymi, co uniemożliwia wyekstrahowanie udziału poszczególnych nośników w sumarycznej wartości przewodnictwa. W literaturze naukowej dotyczącej rozwiązania tego problemu jest znane kilka sposobów określania na podstawie odpowiednich obliczeń teoretycznych udziału poszczególnych nośników w całości przewodnictwa. W tej pracy pragnę opisać naszą oryginalną metodę pomiarowo-obliczeniową MCF (multi carrier fit), która pozwala na obliczanie na podstawie pomiarów przewodnictwa, koncentracji nośników i ich ruchliwości w funkcji temperatury udziałów poszczególnych rodzajów nośników w sumarycznym przewodnictwie cienkich warstw epitaksjalnych n - GaAs osadzanych metodą MBE (molecular beam epitaxy) na podłożach z izolacyjnego GaAs. Metoda polega na: 1. pomiarach koncentracji (nh), rezystywności (p) i ruchliwości (?h) w funkcji temperatury (4 - 300K); 2. obliczeniach zależności teoretycznych koncentracji (nH), rezystywności (p) i ruchliwości (mi h) w funkcji temperatury (4 - 300K); 3. na podstawie tych obliczeń uzyskanie przez odpowiednie przeliczenia tzw. spektrum ruchliwości czyli udziałów w sumarycznym przewodnictwie nośników pochodzących z domieszek donorowych okreśanych w trakcie obliczania teoretycznej zależności koncentracji nH od temperatury. Zastosowanie metody zilustrowano na przykładzie dwóch warstw epitaksjalnych n - GaAs/SI GaAs, nH = 4,3 1014/cm3 i nH = 1,72 1015/cm3.

9

Struktura i właściwości metalicznych supersieci Cu/Ni i Cu/Co otrzymywanych metodą elektrochemiczną

Tokarz A., Wolkenberg A.

Inżynieria Materiałowa

|

2003

|

R. XXIV, nr 3

117--122

PL

W pracy przedstawiono elektrochemiczną metodę otrzymywania supersieci Cu/Ni i Cu/Co. Zastosowano elektrochemiczną metodę potencjostatyczną osadzania z jednego roztworu zawierającego sulfonian niklu lub siarczan kobaltu i siarczan miedzi. Przedstawiono analizę wyników badań polaryzacyjnych dla podłoża miedzianego, dla dwóch rodzajów roztworów (do osadzania supersieci Cu/Ni i Cu/Co). Określono zakresy potencjałów, w których zachodziły reakcje redukcji jonów Cu lub Ni i Co. Prawidłowość doboru potencjałów osadzania dla podwarstw supersieci sprawdzono za pomocą badań składu chemicznego (SIMS, EDX) pojedynczych warstw. Na podstawie badań XRD obliczano okres supersieci Lambda oraz określono strukturę krystalograficzną wytworzonych supersieci. Stwierdzono zależność własności magnetotransportowych i mechanicznych wraz ze zmianami w strukturze supersieci. W supersieciach o uprzywilejowanej orientacji krystalograficznej (111) stwierdzono występowanie zjawiska gigantycznej magnetorezystancji (GMR), natomiast w supersieciach bez wyraźnej uprzywilejowanej orientacji zjawiska magnetorezystancji anizotropowej (AMR).

EN

In this work the electrochemical deposition of the Cu/Ni and Cu/Co superlattices is presented. The potentiostatic electrochemical method from single electrolyte bath, based on sulphamate (Ni) and sulphate (Co, Cu), has been applied. The polarization curves for Cu substrate in the two kinds of the solution (for Cu/Ni and Cu/Co deposition) are disscused. The ranges of the deposition potentials where Cu and Ni or Co ions are reduced were established. The correctness of the Cu and Ni, Co deposition potentials for Cu/Ni and Cu/Co system was checked by SIMS and EDX methods. The correlation of the cathodic current with concentration of the Cu and Co in the single layers deposited at different potentials was investigated. The lambda period (Lamda) and crystallographic structure of the superlattices were established by X-ray investigations. The changes in the mechanical and magnetoelectrical properties due to changes in the preferential crystallographic orientations are presented. The giant magnetoresistance effect (GMR) was dominant in samples with strong (111) texture and the anisotropy magnetoresistance (AMR) effect was observed in samples without any preferential crystallographic orientation.

10

The dependence of magnetic properties on crystallographic structure of electrochemically deposited Ni/Cu superlattices

Tokarz A., Nitkiewicz Z., Wolkenberg A.

Electron Technology : Internet Journal

|

2003

|

Vol. 35, nr 5

1-4

EN

Ni/Cu superlattices have been grown by electrodeposition from a single sulfamate bath (based on Ni(SO₃NH₂)₂ and CuSO₄) by using the potentiostatic method. Chemical composition of single layers was investigated with SIMS. The Cu layers were almost pure (99.85% Cu) while Ni layers contained 2 ÷ 5% Cu. The lambda period (L) and crystallographic structure of the superlattices were established by X-ray investigations. Good quality of the Ni-Cu interface was indicated, by the presence of second-order satellite peaks around the main multilayer peak. The changes of crystallographic orientation as a function of the total thickness of the deposit demonstrate also the influence of the preferential crystallographic orientation of the multilayers on the size and nature of the magnetoresistance effect. The giant magnetoresistance effect (GMR) was dominant in samples with strong (111) texture and the anisotropy magnetoresistance (AMR) effect was observed in sampIes without any preferential crystallographic orientation.

11

Wpływ parametrów prowadzenia procesu elektroosadzania na strukturę i własności metalicznych nanokompozytów wielowarstwowych

Tokarz A., Wolkenberg A., Kęsik M.

Kompozyty

|

2002

|

R. 2, nr 3

85-90

PL

Przedstawiono wpływ potencjału osadzania na skład chemiczny pojedynczych warstw Co i Cu z jednego roztworu. Na podstawie badań składu chemicznego metodą SIMS i EDX oraz badań polaryzacyjnych przeprowadzono dobór parametrów elektrochemicznego osadzania pojedynczych warstw Co i Cu oraz Ni i Cu. Na podstawie badań XRD przedstawiono zależność całkowitej grubości kompozytu wielowarstwowego Cu-Ni na jego strukturę krystalograficzną i w wyniku tego na własności mechaniczne i magnetyczne supersieci Cu/Ni i Cu/Co.

EN

The potentiostatic electrochemical method from single electrolyte bath, based on sulphamate (Ni) and sulphate (Co, Cu), has been applied for Cu/Ni and Cu/Co superlattices deposition. Different kinds of methods for the multilayer nanocomposites deposition and its application for different technical fields are presented in Table 1. The experimental setup used for preparation Cu/Ni and Cu/Co systems is presented in Figure 1. The polarisation data for two kinds of the superlattices (Cu/Ni, Cu/Co) are presented in Figure 2. The ranges of the deposition potential where Cu and Ni or Co ions are reduced were established. The correctness of the Cu and Ni deposition potentials for Cu/Ni system was checked by SIMS method (Fig. 3). The chemical composition of the single layers as a function of the deposition potentials was measured by EDX method (Fig. 4a). The correlation of the cathodic current with concentration of the Cu and Co in the single layers deposited at different potentials was investigated (Fig. 4b). Chemical composition of single layers was investigated with SIMS. Both for two systems the Cu layers deposited at chosen potentials were almost pure (99.8% Cu) while Ni (Co) layers contained 2:5% Cu. The changes of crystallographic orientation (from XRD investigations) as a function of the total thickness of the deposit are shown (Fig. 5). The dependence of the mechanical properties on the total thickness of the deposit is presented in Table 2. In this work the electrochemical parameters of the deposition process are presented. The structural properties of the superlattices depend on the total thickness of the deposit. The changes in the mechanical and magnetoelectrical properties are due to changes in the preferential crystallographic orientations.

12

Zastosowanie metody elektrochemicznej do wytwarzania wielowarstw metalicznych.

Tokarz A., Wolkenberg A.

Inżynieria Materiałowa

|

2002

|

R. XXIII, nr 5

458-460

PL

W pracy przedstawiono możliwość wykorzystania elektrochemicznej metody otrzymywania supersieci metalicznych Cu/Ni i Cu/Co. Zastosowano elektrochemiczną metodę potencjostatyczną (stałoprądową) z jednego roztworu, zawierającego jony metali wchodzących w skład osadzanej supersieci. Na podstawie badań polaryzacyjnych określono zakresy potencjałów osadzania poszczególnych warstw supersieci. Na podstawie badań składu chemicznego pojedynczych warstw stwierdzono, iż możliwe jest otrzymanie praktycznie czystych warstw miedzi (-99,8 % at. Cu) i warstw stopu Co-Cu (bądź Ni-Cu) o zawartości Cu 25 % at. Powiązanie wyników badań składu chemicznego z wartościami prądu katodowego rejestrowanego w trakcie badań polaryzacyjnych pozwoliło na optymalny dobór potencjałów osadzania warstw miedzi i kobaltu (lub niklu).

EN

In this work an electrochemical method for obtaining metallic superlattices is presented. The potentiostatic electrochemical method from single electrolyte bath, based on nickel sulphamate or cobalt sulphate and cooper sulphate, has been applied for Cu/Ni and Cu/Co superlattices deposition. The experimental setup used for preparation of Cu/Ni and Cu/Co systems is presented. The ranges of the deposition potential where Cu and Ni or Co ions are reduced were established based on the polarisation data for Cu substrate. The chemical compositions of single layers have been checked. For both systems subject to investigation the Cu layers deposited at chosen potentials were almost pure (99,8 % at. Cu) while Ni (or Co) layers contained 25% at. Cu. The correlation between the cathodic current and the Cu concentration in the single layers deposited at different potentials have been investigated.

13

Temperature dependence of galvanomagnetic properties of undoped n-type GaA/GaAs and n-type InGaAs/InP layers

Wolkenberg A., Przesławski T., Regiński K., Kaniewski J.

Electron Technology : Internet Journal

|

2001/2002

|

Vol. 34, nr 1

1-4

EN

The magnetoresistance (MR) and the Hall-effect measurements in undoped n-type GaAs/GaAs and n-type In₀.₅₃Ga₀.₄₇As/InP samples in the temperature range 3.5 ÷ 300 K were carried out. We have obtained magnetoresistance data on the samples of n-type epilayers on SI GaAs and SI InP substrates made MBE technology. Magnetoresistance by measurements in constant magnetic fields vs. temperature are completed. The measurements reveal that the magnetoresisance of the samples strongly depends on the temperature and magnetic field.

14

Wielowarstwowe nanokompozyty, wytwarzanie, właściwości elektryczne i mechaniczne

Tokarz A., Wolkenberg A., Bochenek A., Nitkiewicz Z., Łaszcz A., Wrzesińska H., Przesławski T.

Kompozyty

|

2001

|

R. 1, nr 2

246-249

PL

Przedstawiono charakterystykę kompozytowych nanostruktur metali otrzymywanych elektrochemicznie i azotków metali otrzymywanych w wyniku rozpylania katodowego. Nanostruktury składały się bądź z pojedynczych warstw na podłożu z monokrystalicznego krzemu, bądź z wiełowarstw tworzących tzw. supersieci. Omówiono wpływ podłoża stosowanego do osadzania elektrochemicznego na parametry osadzania elektrochemicznego oraz własności strukturalne otrzymanych wielowarstw. Podobnie omówiono proces rozpylania katodowego azotków i właściwości mechaniczne supersieci w zależności od rodzaju warstw podkładowych. Przedstawiono wybrane badania rentgenostrukturalne oraz wyniki pomiarów twardości i magnetorezystancji wytworzonych struktur.

EN

There are reported the structural, mechanical and electrical characterisation of multilayer nanocomposites - superlatti-ces. Two kind of superlattices were investigated: metallic Cu/Ni and ceramic TiN/NbN. Both were deposited onto (111) or (100) n-typc Si wafers. Cu/Ni multilayers were electrodeposited from single bath under potential control. The polarisation data allowed to choose deposition potentials of Ni and Cu layers (fig. 1). The ceramic TiN/NbN structures were performed by reactive sputtering. The structural properties of multilayers were carried out by X-ray diffraction (figs 2, 3), SIMS (Secondary Ions Mass Spectroscopy) and ellipsometry. The hardness was measured using Vickers indenter with 5 and 10 grams load. A maximum of 80 GPa and 9 GPa is measured for ceramic and metallic composites respectively. The influence of number of bilayers and thickness of the superlattice period A (fig. 4) on the hardness were investigated (tab. 1,2). The magnetoresistance (MR) measurements were made using conventional four-point Van der Pauw geometry. For metallic superlattices the magnetoresistance measured in the current-in-plane configuration, is dominated by the giant magnetoresistance (GMR) effect for (111) oriented structures (fig. 5) and by the anisotropic MR effect for superlattices without any preferential crystallographic orientation. However electrical transport in metallic multilayers is clear, we find the positive magnetoresistance in ceramic structures. The maximum percentage changes achieved 80% for structure containing 10(xl.38 nm TiN + 5.82 nm NbN) (fig. 6). This suppressing properties of the ceramic superlattices could allow to produce magnetic sensors that are resistant for friction (e.g. sensors of the movement).

15

Utwardzenie powierzchni za pomocą supersieci Cu/Ni i CrN/TiN.

Wolkenberg A., Wrzesińska H., Tokarz A., Bochenek A., Nitkiewicz Z., Kudła A., Karimi A., Łaszcz A., Banaszkiewicz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 3

151-155

PL

Omówiono stan badań właściwości mechanicznych struktur wielowarstwowych z azotków chromu i tytanu. Opisano technologię wykonywania supersieci metodą rozpylania katodowego. Podano wyniki badań twardości otrzymanych warstw w zależności od grubości okresu Alfa obu azotków i ilości powtórzeń (wielokrotności Alfa). Najlepszy uzyskany wynik to twardość ~8000 HV5gram lub ~29/38 GPa. Przedstawiono także wyniki metody utwardzania poprzez pokrywanie supersieciami czystych metali. Osadzenia czystych metali dokonywano galwanotechnicznie, azotków przez rozpylanie katodowe.

EN

There is described the state of the art, of mechanical properties of superlattices composed from metals (Cu and Ni) and of nitrides (TiN and CrN). The results of technology and hardness measurements are presented. The relation between hardness and thickness of superlattice period Alpha and number of periods are measured. The best results which were obtained are: ~8000 HV5gram or ~29-38 GPa for nitrides and 8-9 GPa for Cu/Ni. The nitrides are obtained by active cathode sputtering technique, the metals by galvanomagnetic method.

16

The hardness of CrN, NbN, TiN layers deposited on monocrystalline Si wafers.

Wolkenberg A., Wrzesińska H., Bochenek A., Tokarz A., Nitkiewicz Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2001

|

R. XXII, nr 5

957-960

EN

We present the results of the technological preparation of thin films of nitrides, which allow obtain higher surface hardness and very important magneto-resistance properties, when composed in superlattices. The enhanced hardness of such multilayers was 82 GPa and MR more as 80%.

PL

Przedstawiono wyniki technologiczne i właściwości cienkich warstw azotków chromu, tytanu i niobu. Warstwy były otrzymywane przez reaktywne rozpylanie magnetronowe. Warstwy osadzane na podłożu z monokrystalicznego krzemu wykazywały twardość kompozytu w postaci supersieci równą ~ 82 GPa a magnetorezystancję - 80% lub więcej.

17

Utwardzanie powierzchniowe metali przez pokrywanie bardzo cienkimi wielokrotnymi warstwami faz międzymetalicznych

Wolkenberg A., Tokarz A., Bochenek A., Nitkiewicz Z., Banaszkiewicz A., Wrzesińska H., Kudła A.

Problemy Eksploatacji

|

2000

|

nr 2

487-493

PL

Omówiono założenia projektu. Przedstawiono działania inwestycyjne i wyniki utwardzania powierzchniowego za pomocą supersieci TiN/CrN -8000 HV5gram. Przedstawiono także próby utwardzania supersieciami wytworzonymi z czystych metali. Osadzanie czystych metali dokonywano galwanotechnicznie i przez rozpylanie katodowe.

EN

There are described the preliminary operations before realisation of the project. We present the new equipment and the results of the surface hardening by coating with a superlattice of TiN/CrN as ~8000 HV5gram or ~ 38 Gpa hard. There are also presented the results obtained with metallic superlattices. Our superlattices were deposited by cathodic sputtering or electrochemical deposition (metals).

18

Wybrane problemy materiałowe w przemyśle elektronicznym: wpływ grubości warstwy epitaksjalnej InAs na podłożu GaAs <100> na jej jakość krystaliczną i półprzewodnikową : miniaturyzacja w technologii krzemowej

Wolkenberg A., Przesławski T., Regiński K., Bąk-Misiuk J., Kaniewski J.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 4

137-141

PL

Celem pracy jest przedstawienie wybranych problemów materiałowych przemysłu elektronicznego związanych z wykorzystywaniem bardzo cienkich monokrystalicznych warstw półprzewodnikowych (InAs) i ogromnego w ostatnich latach zmniejszenia rozmiarów struktur półprzewodnikowych (tranzystorów, pamięci) wykonywanych w technologii krzemowej. Omówiono właściwości krystalograficzne i elektroniczne warstw epitaksjalnych InAs osadzanych przy pomocy metody MBE na podłożach z GaAs <100>, zaproponowano model dwuwarstwowy dla cienkich warstw InAs pozwalający obliczać FWHM i koncentrację nośników w nie domieszkowanym materiale w funkcji grubości. Przeprowadzono analizę własnych wyników i danych literaturowych. Zwrócono uwagę na zmniejszenie wymiarów geometrycznych struktur w technologii krzemowej podstawowej dla bieżących konstrukcji mikroukładów pamięciowych i procesorowych.

EN

The aim of paper was to present some problems in materials engineering connected with miniaturization of geometric dimensions of electronic structures. The examples are taken from InAs epitaxial layers and silicon technology. There are described crystallographic and electronic properties of InAs epitaxial layers deposited on insulating GaAs <100> wafers by MBE method after our results and from literature. It is proposed a novel two layer model after Petritz which allow to calculate crystalline (FWHM) and electronic (concentration, mobility) properties of any one undoped InAs layer with any one thickness. It was performed a comparative analysis of our results and those from literature. There is described the surprising decrease of semiconductor structures dimensions on silicon during last years. The problem was demonstrated on DRAM memories increase and transistors decrease as the components of microprocessor chips. Further development is concerned to silicon dioxide quality in very thin layers 1.2 nm thick.

19

Propozycja punktowego systemu oceny studentów na specjalnościach prowadzonych przez Instytut Inżynierii Materiałowej na Wydziale Metalurgii i Inżynierii Materiałowej Politechniki Częstochowskiej

Wolkenberg A., Stachura S.

Inżynieria Materiałowa

|

2000

|

R. XXI, nr 5

215-217

PL

Przedstawiono własną koncepcję tworzenia punktowej oceny słuchaczy studium dziennego i zaocznego. Metody punktowe oceny studentów wiążą się z ich znaczną samodzielnością i pozwalają dopasować profil wykształcenia do osobistych zainteresowań. W naszej propozycji jest przyjęta suma końcowa punktów, po których zebraniu student jest dopuszczany do wykonania pracy dyplomowej i jej obrony. Ocenę punktową poszczególnych przedmiotów będących w bieżącym profilu studiów oparto na kryterium małych i dużych punktów. Małe punkty są przyznawane za zaliczanie wszystkich przedmiotów będących w planie zajęć i np. trzeba zebrać 100 punktów przez okres studiów magisterskich, a 70 punktów przez okres studiów inżynierskich (studia zaoczne). Poza tym, aby nie można było pominąć ważnych przedmiotów stanowiących kanon danej specjalizacji, należy zebrać 20 dużych punktów na studiach magisterskich, a 12 punktów na studiach inżynierskich (studia zaoczne) przyznawanych jedynie za zaliczenie tych ważnych przedmiotów i pracy dyplomowej. Przedstawiono propozycje nadania wagi punktowej poszczególnym przedmiotom oraz przytoczono przykłady już stosowanych cząstkowych rozwiązań przez jednego z autorów.

EN

We present our own conception of the forming of a grading system for students who studied daily and externally. The methods of point grading allow students to work more independently and to take on individual program of studies. We have proposed the end sum of points, which enable students to perform thesis and to defence it. The points grading consists of little and large points. Little points can earned after positive accepting the particular subjects of study for BSc or MSc degree. For BSc it must 70 little points and for MSc 100. Additionally the students must complete large points from the canon of lectures (For BSc 12 points and for MSc 20). The points of canon can be earned only after accepting important subjects and thesis. There are also presented the point weight of the subjects and some proposals of point grading introduced by one of the authors. In conclusion it was stated that the point grading system after its standardization is only and right way to complete the studies on different universities of European Community for native and foreign students.

20

Utwardzanie powierzchniowe metali przez ich pokrywanie bardzo cienkimi wielokrotnymi warstwami - supersieciami Cu/Ni i Ti/Cr.

Wolkenberg A., Tokarz A., Bochenek A., Banaszkiewicz A., Wrzesińska H., Dudek A.

Inżynieria Materiałowa

|

1999

|

R. XX, nr 5

531-533

PL

Właściwości elektrofizyczne bardzo cienkich warstw materiałów o grubości kilkuatomowej są zasadniczo różne od właściwości objętościowych tych materiałów. W literaturze naukowej jest znany wzrost twardości czystych metali w postaci wielokrotnych warstw o grubości atomowej. Podawane są wypadkowe twardości tzw. supersieci metali przekraczające twardość obu metali składowych. Dlaczego supersieci wykazują tak wielką twardość jest na razie sprawą do ustalenia. Jedna z hipotez mówi, że materiały w postaci supersieci tłumią na powierzchniach granicznych pomiędzy nimi ruch dyslokacji będących źródłem obniżonej wytrzymałości na odkształcenia materiałów. W jednym z modeli wyjaśnia się, że wokół dyslokacji atomy są umiejscowione w położeniach odbiegających od położeń właściwych dla sieci bez dyslokacji. Atomy te mają energię naprężeń proporcjonalną do wielkości modułu na ścinanie dla tego materiału. A zatem jeśli dyslokacje wędrują w kierunku warstwy z wyższym modułem na ścinanie to wzrasta energia naprężeń, tworzy się bariera utrudniająca ruch dyslokacji na powierzchni granicznej. Występuje siła odpychająca gdy dyslokacja z materiału o niższym module na ścinanie Gb wędruje w kierunku materiału o większej wartości modułu na ścinanie Ga. Siła krytyczna Q zdolna przesunąć dyslokację przez barierę międzypowierzchniową jest Q=; Ga-Gb/Ga+Gb. A zatem supersieci, dla których różnica (Ga-Gb) jest duża wykazują znaczny wzrost siły krytycznej Q co objawia się znacznym wzrostem twardości wielowarstwy. Badano otrzymywane metodą elektrochemiczną, supersieci Cu/Ni i Ti/Cr o różnej wartości okresu supersieci Lambda, Lambda jest równe sumie grubości warstw z metalu a i metalu b(Lambda=2-10 nm). Dla supersieci wymienionych metali nakładanych na podłoża miedziane uzyskano wzrost twardości około dwukrotny.

EN

We describe a method to obtain high-hardness coatings in which a repeating layered structure of two materials with nanometer-scale dimensions are electrochemically deposited onto the surface. The structures are called superlattices. The Cu/Ni superlattice, for example, consists of alternating layers of Cu and Ni. Superlattice is characterised by the distance between each successive pair of layers, Lambda, which is known as the bilayer repeat period. We obtain distinct hardening of the superlattices of Cu/In and It/Kr in comparison with the bulk properties of these metals alone. The possible explanation of that behaviour is that interfaces between the layers would act as barriers to the motion of dislocations, which are the line defects that are mainly responsible for the plastic deformation of crystalline solids. The difference between shear modulus of both metals influences on energy barrier for move of dislocations between two metals what is the origin of surface hardening. We have measured the Lambda values by X-ray technique and increase of surface hardness by specially prepared microhardness measuring equipment.