ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ориентированное нарастание металлов на ионные кристаллы из "Ориентированная кристаллизация" Впервые эпитаксия металла (Ag) на ионном кристалле (Na l) при конденсации из паровой фазы в вакууме наблюдалась Лассеном [71]. Он обнаружил, что тонкие пленки металла обладают преимущественной ориентировкой, а иногда оказываются монокристаллическими. Воспроизводимых результатов, однако, получить не удалось. Условие образования монокристал-лических пленок серебра было найдено позже [72]. Оказалось, что при увеличении температуры конденсации совершенство ориентации увеличивается и при Г,,- 100° С образуется монокри-сталлический слой. Была определена взаимная ориентация металла и соли (100) [001] Ag Ц (100) [001] Na l и установлено, что зародыши серебра образуются непосредственно на поверхности соли. Авторы обнаружили, что нагрев подложки необходим только на первой стадии конденсации и что ориентированное нарастание серебра на собственном монокристалле происходит при комнатной температуре. Наблюдаемой экспериментально параллельной ориентации Ag/Na l соответствовало значите Л = -27,5%. [c.116] Напомним, что понятие эпитаксическая температура имеет относительный характер. Это показано Слоуном и Тиллером [85], обнаружившими, что температура, при которой образуется мо-нокристаллическая пленка, зависит от скорости конденсации Ук-В связи с этим, по-видимому, следует говорить не о фиксированной температуре, а о некоторой области температур. Однако в дальнейшем из-за недостатка необходимых экспериментальных данных понятие эпитаксическая температура будет использоваться, так как оно при прочих равных условиях (в том числе при постоянстве и,,-) является важной характеристикой ориентированной кристаллизации. [c.117] Для Pt/K I [88] найдено значение Т = 250 С. [c.118] Все металлы, имеющие кубическую гранецентрированную решетку, подобно серебру, кристаллизовались на солях с параллельной ориентацией (см. рис. 76, а). У железа и хрома, наоборот, при конденсации выше 400° С появлялась 45-градусная ориентация (см. рис. 76, б). При 540° С у Fe и 520° С у Сг эта ориентация доминировала. Количество произвольно ориентированных кристаллов с увеличением температуры конденсации уменьшалось. [c.118] Последующее изучение эпитаксии металлов с решеткой К12 [76—81, 83—97, 113] в основном подтвердило результаты Брюка. [c.119] Было показано, что для случаев эпитаксии Ag/Na l [88, 98, 99] и Ni/Na l, p- o/Na l [94] параллельная ориентация наблюдается це только на плоскости скола Na l, ло и на плоскостях типа (110) и (111). [c.119] Осадок Ag со средней толщиной 20 А полностью экранирует верхний слой подложки (рис. 44). Наряду с рефлексами от кристаллов Ag с параллельной ориентацией на электронограммах более толстых конденсатов (рис. 44, 45) видны дифракционные пятна от двойников. [c.119] Сталлами появляются монокристальные участки с различными ориентировками. При увеличении температуры конденсации интенсивность колец убывает и выше 500° С становится очень малой. Однако при использовании в качестве подложек КВг и KJ дифракционная картина содержит кольца во всем интервале исследуемых температур конденсации (300—600° С). [c.121] Основными ориентациями во всех исследованных случаях являются ориентации 1 и 2 (табл. 27). Шираи пытался установить условия образования кристаллов с одной определенной ориентацией. Однако оказалось, что при температурах конденсации от 400 до 500° С не существует однозначной зависимости наблюдаемой структуры от скорости испарения, температуры конденсации и толщины пленки. [c.121] Дифракционная картина, соответствующая монокристаллу, получена только для железных пленок, осажденных на Na l при использовании других подложек, как правило, наблюдались рефлексы в виде дуг от кристаллов с несколькими ориентациями одновременно. А.налогичные результаты получены Шираи при изучении структуры хромовых [103] и молибденовых [104, 105] пленок. [c.121] Последней ориентации на электронограммах соответствуют длинные дуги. При кристаллизации железа на поверхности (111) КС1 эпитаксия, однако, не наблюдалась [88]. При температурах конденсации ниже 200° С образовывалась поликристаллическая пленка, при более высоких—наблюдались текстуры типа (110) и реже (200). [c.122] Наряду с изучением ориентированной кристаллизации металлов с кубической решеткой исследовалась эпитаксия металлов с гексагональной плотноупакованной решеткой на кристаллах со структурой Na l. Несмотря на значительное отличие этих структур, было показано [109, ПО], что эпитаксия гексагональных металлов в общих чертах аналогична рассмотренным выше случаям. Электронографически изучался ориентированный рост Ti, Be, Со и Zr на поверхности скола Na l, K l и КВг. Параметры решеток и температуры фазовых переходов указанных металлов приведены в табл. 28 [111]. [c.123] В пленках Ве, кроме уже указанных ориентаций, наблюдались еще три новые. [c.124] В осадках Со, образуемых на Na l при 360° С, т. е. ниже точки фазового перехода, Шираи, как и Брюк, наблюдал одно-вре.меино обе фазы кубические кристаллы имели параллельную ориентацию, свойственную всем кубическим гранецентрирован-ны.м металлам, а гексагональные — ориентации II и IV. Последние ориентации возникали и в слоях Zr, сконденсированных на поверхности Na l прн 450° С. [c.124] С увеличением температуры конденсации интенсивность рефлексов от кристаллов с ориентировкой I постепенно уменьщает-ся и становится равной нулю при 430° С, а интенсивность рефлексов от кристаллов с ориентировками II — IV одновременно увеличивается. При температуре конденсации более 450° С преобладают ориентации II и IV. Однако дальнейшее увеличение температуры, особенно выше 500° С, затруднительно из-за значительной сублимации вещества подложки и хрупкости пленок (их отделение от подложки осложняется и электронограммы указывают лишь на случайную ориентацию зерен). [c.125] Что касается бериллиевых пленок, то, по мнению Конжо [109], в этом случае экспериментальными условиями определяется лишь рост кристаллов с ориентациями I и III, тогда как интенсивность рефлексов от кристаллов с ориентировками IV, VI и VII не зависит от температуры конденсации, толщины слоя и скорости испарения. [c.125] Вследствие небольшого количества исследований эпитаксии гексагональных металлов на солях, приведенные выше данные нельзя признать окончательными. Дальнейшей проверке должны быть подвергнуты как типы ориентаций, так и их зависимость от температуры. В частности, вызывает сомнение отсутствие у гексагональных металлов пороговой температуры эпитаксии. [c.126] Возможность получения монокристаллических пленок при эпитаксической кристаллизации исследована не только у чистых металлов, но и у некоторых двухкомпонентных систем твердых растворов и интерметаллических соединений. Разработка методик получения монокристаллических пленок сплавов представляет большое значение не только для научных, но и многих практических целей. В качестве примеров можно указать, что монокристаллические пленки, полученные при эпитаксии, использовались для изучения избирательного окисления [118], исследования. магнитной анизотропии [119], изучения фазовых превращений и упорядочения [59, 120]. [c.127] Вернуться к основной статье