Münster 1999 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 6: Harte Schichten II

DS 6.3: Fachvortrag

Montag, 22. März 1999, 18:15–18:30, PC 7

Präparation und Untersuchung der elastischen Eigenschaften dünner h-BN Schichten — •T. Wittkowski, J. Jorzick, K. Jung und B. Hillebrands — Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern, Erwin-Schrödinger Str. 56, 67663 Kaiserslautern

Brillouin-Lichtstreuung ist eine zerstörungsfreie Methode zur Bestimmung des elastischen Tensors auch bei nicht-isotropen dünnen Schichten. Hexagonale Bornitridschichten (h-BN) wurden mit Dicken zwischen 25 und 610 nm durch rf - Magnetronsputtern eines hexagonalen BN-Targets und gleichzeitiges Ionenplattieren auf Si(100) Substraten abgeschieden. Bei der Bestimmung der elastischen Eigenschaften mittels des Brillouin-Lichtstreu-Verfahrens wird die Phasengeschwindigkeit thermischer Oberflächenwellen in Abhängigkeit von deren Wellenlänge gemessen. Aus den Dispersionskurven der Oberflächenwelle (Rayleigh-Mode) und typischerweise mehrerer an den Grenzflächen der Schicht reflektierter Wellen (Sezawa-Moden) werden durch Vergleich mit Modellrechnungen die elastischen Konstanten ermittelt. Diese Methode ist besonders sensitiv, wenn die Schichtdicke kleiner als die Wellenlänge des eingestrahlten Lichts ist. Die unter identischen Depositionsbedingungen stöchiometrisch aufgewachsenen Schichten weisen eine elastische Anisotropie von 0.6 für das Verhältnis von Dehnungsmodul parallel und senkrecht zur Oberfläche der Schicht auf. Vier der fünf unabhängigen elastischen Konstanten des Elastizitätstensors wurden bestimmt: C₁₁=63 GPa, C₁₃=7 GPa,  C₃₃=105 GPa, C₄₄=51 GPa. Die durch Indentermessung ermittelte Meyer-Härte beträgt 14.6 GPa.
Unterstützt durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft.