Regensburg 2000 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 38: Postersitzung

DS 38.27: Poster

Dienstag, 28. März 2000, 09:30–17:30, Poster B

Unterkühlung von flüssigen Metallen nach Laser-Annealing: Experiment und Simulation — •J. Boneberg, J. Bischof, V. Dobler, O. Yavas, B.-U. Runge und P. Leiderer — Universität Konstanz

Intensive ns-Laserpulse werden dazu verwendet, um dünne Metallfilme zu schmelzen. Wird der Film dabei nur über einen Teil seiner Dicke geschmolzen, erhält man während der Abkühlphase ausgehend von dem nicht geschmolzenen Teil eine Rekristallisation hin zur Oberfläche, die nahe bei der Schmelztemperatur abläuft. Wird der Film dagegen über seine ganze Dicke geschmolzen, ändert sich der Ablauf der Verfestigung: Aufgrund fehlender Nukleationskeime kühlt sich die Flüssigkeit um mehrere hundert Kelvin unter den Schmelzpunkt ab, bis durch homogene Nukleation Keime entstehen und daraufhin sehr schnelles Kristallitwachstum einsetzt. Dieses Verhalten kann optisch mit ns-zeitaufgelösten Reflexionsmessungen detektiert werden. Es werden Experimente an verschiedenen Metallfilmen (Cu, Au, Ni) gezeigt und mit numerischen Berechnungen der eindimensionalen Wärmeleitung verglichen. Hieraus ergibt sich, daß der Wärmeübergangswiderstand zwischen Substrat und Metall vom Aggregatzustand des Metalls abhängt und im flüssigen Zustand mehr als eine Größenordnung größer ist als im festen. Mit diesen Werten erhält man dann in den Berechnugen ebenfalls Unterkühlungen von mehreren hundert Kelvin in der flüssigen Phase.