Regensburg 2002 – scientific programme
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DS: Dünne Schichten
DS 23: Ionenimplantation: Ionenstrahlmischen
DS 23.3: Talk
Thursday, March 14, 2002, 10:00–10:15, HS 32
Ionenstrahlinduzierte Grenzflächendurchmischung in CuOx/SiO2 durch elektronische Energiedeposition — •Beate Schattat1, Wolfgang Bolse1, Ando Feyh1, Tilman Renz1, Jens Wiesner1, Siegfried Klaumünzer2, Axel Jasenek3 und Frank Schrempel4 — 1Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart — 2Hahn-Meitner-Institut, Berlin — 3Institut für Physikalische Elektronik, Universität Stuttgart — 4Institut für Festkörperphysik, Universität Jena
Wir haben in Abhängigkeit der elektronischen Energiedeposition die Grenzflächendurchmischung in CuOx/SiO2 (x=0,0.5,1) durch die Bestrahlung mit hochenergetischen Ionen untersucht. Die Proben wurden mit Ar-, Kr- und Xe-Ionen im Energiebereich von 90-260 MeV (Se=5-30 keV/nm) bei 77 K mit Fluenzen von 1014-1016/cm2 bestrahlt. Mittels Rutherford Rückstreu Spektroskopie mit 1 MeV α-Teilchen wurden Konzentrationsprofile vor und nach der Bestrahlung bestimmt. Während Cu/SiO2 keine Durchmischung zeigt, beobachten wir in den oxidischen Systemen starke Mischeffekte mit nicht-linearem Verhalten. Abschätzungen der Diffusionskonstanten deuten bei großen Se-Werten auf einen transienten Interdiffusionsprozess in aufgeschmolzenen Ionenspuren hin. Die Nicht-Linearität könnte für kleine Se-Werte auch auf eine Festkörperreaktion hinweisen. Vergleiche mit anderen keramischen Schichtsystemen zeigen eine wachsende Mischeffizienz mit zunehmender Bandlücke der Deckschicht, was im Einklang mit dem Thermal Spike Modell steht. Darüber hinaus beobachten wir in CuO/SiO2 als Folge der Bestrahlung eine Abnahme des Sauerstoffgehalts in Oberflächennähe.