Münster 1999 – wissenschaftliches Programm
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DS: Dünne Schichten
DS 31: Multilayer I
DS 31.1: Fachvortrag
Donnerstag, 25. März 1999, 16:45–17:00, PC 7
Warum bei der Desintegration von Multilagen geordenete Nanopartikel entstehen können — •P. Troche, J. Hoffmann, C. Herweg, J. Schleiwiess, O. Svenson und H.C. Freyhardt — Institut für Materialphysik der Universität Göttingen, Hospitalstraße 3-7, D-37073 Göttingen
Zur Erzeugung von dreidimensional nanostrukturierten Materialien kann die thermisch induzierte Gestaltinstabilität von Vielfachschichten nicht mischender Metalle ausgenutzt werden. Mittels XRD Röntgenmikroskopie (XRM) und TEM kann die Desintegration der Multilagen verfolgt und die Mikrostruktur vor und nach der Auslagerung untersucht werden.
Untersucht wurden Schichtpakete, bei denen die Einzelschichtdicken der beiden Metalle deutlich unterschiedlich waren (2 nm : 10 nm). Der Vergleich verschiedener Systeme (Nb/Cu, Fe/Ag, Fe/Au, Cu/Co) zeigt, dass der Zerfall bei diesen Systemen ab einer reduzierten Temperatur T/Tm = 1/3 (Tm: Schmelztemperatur des Metalls der dünneren Schicht) stattfinden kann. Um die Gestaltinstabilität auszulösen, sind zusätzlich jedoch treibende Kräfte entlang der Grenzflächen erforderlich. Dazu zählen z.B. die Variationen des chemischen Grenzflächenpotentials und des Spannungsfeldes an den Grenzflächen. Da die Bildung der Nanopartikel hauptsächlich an Korngrenzen der dickeren Schicht stattfindet, sind Ordnungsphänomene der Partikel parallel zur Schichtnormalen zu beobachten. Je nach Auslagerungstemperatur- und zeit variiert die Größe der gebildeten Nanopartikel, so dass sich entweder Perlenketten separierter Partikel oder durchgehende Säulen mit einem Durchmesser von etwa 10 nm senkrecht zu den ursprünglichen Lagen bilden.