hrvatski

Amorfični volfram

Amorfnu fazu čistih metala vrlo je teško pripraviti - za to su nužne izvanredno velike brzine hlađenja iz taline koje se postižu samo u kompjuterskim "eksperimentima", ili odgovarajuće efektivne brzine kaljenja pri depoziciji čestica iz plinske/ plazmatske faze u obliku tankog filma. Pri tome amorfni metalni filmovi spontano kristaliziraju nakon dosezanja kritične debljine, koja je za ispitane metale do nekoliko desetaka nanometara. Nedavno su pripravljeni filmovi amorfičnog (amorphous-like) volframa debljine 250 nm CVD postupkom (SiH4/WF6) pri specijalnim uvjetima. U ovom radu prikazati ćemo preliminarnu karakterizaciju prvih filmova amorfičnog volframa dobivenih postupkom magnetronskog rasprašenja. Tanki filmovi (reda 0, 3 mm) volframa pripravljeni su magnetronskim rasprašenjem čistog volframa u cilindričnim magnetronima. Tlak radnog plina / argona variran je u rasponu 0, 7 - 3, 5 Pa, a podloge (staklo, mono-silicij, kvarc, safir) su rotirane i kontaktno hlađene tekućim dušikom tijekom depozicije. Struktura pripravljenih filmova određena je rentgenskom difrakcijom: u filmovima pripravljenim pri nižem tlaku argona dominira stabilna a-W (bcc) faza, a pri 2, 8 Pa prevladava metastabilna b-W (A15 struktura) modifikacija. Difraktogrami volframskih filmova pripravljenih pri 3, 5 Pa argona redovito imaju samo vrlo široki signal s maksimumom oko 2q ť 40°, karakterističan za amorfne metale i slitine. Iz poluširine difrakcijske "linije" može se veličina zrna pripravljenog materijala procijeniti na oko 2 nm. Temperaturni koeficijent električnog otpora takvih filmova je negativan, što je također karakteristika amorfnih metala. Na temelju toga zaključujemo da su filmovi volframa pripravljeni uz 3, 5 Pa argona na hlađenim podlogama "amorfični". Termička stabilnost amorfičnih W-filmova na safirnoj podlozi ispitana je grijanjem do 720°C u vakuumu uz kontinuirano mjerenje el. otpora: električna otpornost naglo pada oko 300°C, a rentgenska difrakcija uzorka nakon termičkog ciklusa pokazuje potpunu transformaciju u stabilnu a-W fazu. Dobiveni rezultati potvrđuju da je moguće pripraviti amorfični volfram u relativno debelim filmovima, te da je takav materijal i termički prilično stabilan.

x

nije evidentirano