Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Dünne Schichten Donnerstag
überschüssigen Fe-Atomen auf Si-Gitterplätzen in der B2-Gitterstruktur
resultiert. Mit abnehmenden Temperaturen bis auf 4.2 K nimmt die spektrale
Fläche des D1-Dubletts stark ab und diejenige des D2-Dubletts entsprechend
zu, verbunden mit einer starken Linienverbreiterung des D2-
Dubletts. Als Ursache für die Linienverbreiterung kann eine Zunahme der
Quadrupolwechselwirkung aufgrund von zunehmender Gitterverzerrung
ausgeschlossen werden. Dies folgt aus Röntgenbeugungsresultaten bei
tiefer Temperatur. Die beobachteten Effekte bei Abkühlung sind wahrscheinlich
auf magnetische Ordnungseffekte zurückzuführen.
Gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (GRK 277).
DS 17.6 Do 16:30 HS 31
Stabilität kolloidaler Nanomasken unter Ionenbestrahlung —
•Jörg K.N. Lindner, Bernhard Gehl, Michael Drexel und
Bernd Stritzker — Universität Augsburg, Institut für Physik, D-
86135 Augsburg
Durch gezieltes Eintrocknen kolloidaler Suspensionen in Form von Monolagen
lassen sich auf einer Festkörperoberfläche vergleichsweise einfach
DS 18 Schichtherstellung III
großflächige Schattenmasken herstellen, deren Öffnungen periodisch angeordnet
sind und wahlweise Durchmesser zwischen einigen Mikrometern
und wenigen 10 Nanometern besitzen. Um diese auch als Implantationsmasken
einsetzen zu können, müssen die Kolloidpartikel aus einem
Element hoher Ordnungszahl und geringer Sputterrate bestehen. Um
zudem schwer entfernbare Kontaminationen zu vermeiden, verwenden
wir wässrige Suspensionen aus SiO2-Kugeln mit 100 nm Durchmesser
auf reinen Silizium-Substraten. Die Stabilität solcher Nano-Masken unter
Ionenbestrahlung ist Gegenstand der vorgestellten Untersuchungen.
Mittels SEM, AFM, XTEM und EFTEM wird gezeigt, dass die Hochdosisimplantation
von C-Ionen bereits mit Energien im keV-Bereich zu
merklichen Änderungen der Größe und Form der Kolloidpartikel führt.
Hierbei überlagern sich ein Schrumpfungsvorgang individueller Kolloidpartikel
und das Zusammenwachsen benachbarter Kugeln. Die beobachtbare
Meniskenbildung zwischen bestrahlten Nachbarkugeln deutet auf
eine ionenstrahl-induzierte Verringerung der Viskosität hin, die zur Reduzierung
der Oberflächenspannung der SiO2-Kugelmasken führt.
Zeit: Donnerstag 16:45–18:15 Raum: HS 31
DS 18.1 Do 16:45 HS 31
Preparation of biaxial textured buffer layers using ion-beam assisted
deposition — •R. Hühne 1 , S. Fähler 1 , W. Skrotzki 2 , L.
Schultz 1 , and B. Holzapfel 1 — 1 Institut für Metallische Werkstoffe,
IFW Dresden — 2 Institut für Strukturphysik, TU Dresden
Different applications require the preparation of films on biaxial textured
templates. Ion-beam assisted deposition (IBAD) offers the possibility
to prepare thin textured films on amorphous or non-textured substrates.
It was shown that thin cube textured MgO layers can be produced
on amorphous Si3N4 using this technique [1]. To study the mechanism
of texture formation in detail MgO films as well as other materials with
a rocksalt structure (i.e. TiN etc.) were deposited on various amorphous
substrates using ion-beam assisted pulsed laser deposition and investigated
in-situ using high energy electron diffraction (RHEED). Above
250 ◦ C a cube texture with a 〈110〉 direction parallel to the ion beam is
observed in films thinner than 10 nm at ion incidence angles between 35 ◦
and 55 ◦ . During further growth this nucleation texture changes in a way
that the 〈200〉 direction becomes parallel to the ion beam. The texture
development can be explained by a combination of thermodynamically
preferred growth orientations, anisotropic sputter rates and stress induced
effects. First results will be presented on the epitaxial growth of
oxides as well as magnetic and superconducting layers on these biaxial
textured templates.
[1] Wang et al., APL 71 (1997) 2955
DS 18.2 Do 17:00 HS 31
High-Fluence C-Implantation into 3C-SiC: Synthesis of Buried
Diamond-Nanocrystals — •Hannes Weishart 1 , Viton Heera 1 ,
Frank Eichhorn 1 , Bela Pecz 2 , Lajos Toth 2 , and Wolfgang
Skorupa 1 — 1 Forschungszentrum Rossendorf, PO Box 510119, D-01314
Dresden — 2 Research Institute for Technical Physics and Materials Science,
H-1525 Budapest, Hungary
Their outstanding properties, such as wide band gap, high thermal
conductivity and saturated electron drift velocity, make silicon carbide
and diamond useful semiconductors for applications under harsh conditions.
A combination of both materials on a microscopic scale may be a
promising way to novel devices.
Ion Beam Synthesis (IBS) is an excellent method for creating precipitates
inside any matrix without thermodynamic constraints. We previously
demonstrated the synthesis of nanocrystalline 3C-SiC inside diamond
by high-fluence Si implantation. In this work we investigate phase
formation in carbon-implanted 3C-SiC substrates. Implantations were
performed with fluences ranging from 3 × 10 17 cm −2 to 3 × 10 18 cm −2 .
Additionally, the influence of implantation temperature and dose rate was
studied using X-ray diffraction (XRD), Raman spectrometry and highresolution
cross-sectional transmission electron microscopy (HRTEM).
Low implantation temperatures and high dose rates favor the formation
of graphite precipitates, while in all other cases epitaxial diamond
nanocrystals grow. Hence, a critical temperature for diamond formation
exists, which depends on dose rate. Increasing the fluence leads to bigger
nanocrystals. Diamond platelets of up to 20 nm length were found.
DS 18.3 Do 17:15 HS 31
Mechanische Spannungen und Strukturbildung in reaktiv gesputterten
Übergangsmetalloxiden und -nitriden — •Friedel
Koerfer, S. Venkataraj, J.M. Ngaruiya, D. Severin und M.
Wuttig — I. Physikalisches Institut (IA), Lehrstuhl für Physik neuer
Materialien, RWTH Aachen, 52056 Aachen
Schichten von Übergangsmetalloxiden und -nitriden haben ein breites
Anwendungsspektrum in der Dünnschichttechnologie (z.B. optische
Funktionsschichten). Die hier verwendete Methode zur Herstellung dieser
Schichten ist das DC-Magnetron-Sputtern.
Es wird eine systematische Studie über den Einfluss der Prozessparameter
auf die Schichteigenschaften wie Struktur, Spannung und
Stöchiometrie durchgeführt. Die mechanischen Spannungen werden
mittels einer wafer-curvature-Methode bestimmt. Ferner werden
die strukturellen und optischen Eigenschaften der Schichten über
Röntgenbeugungsmethoden bzw. Spektroskopie bestimmt.
Die Studie zeigt einen systematischen Trend sowohl für die mechanischen
Spannungen als auch für die strukturellen Eigenschaften. Die Oxide
der Gruppe IV (TiO2, ZrO2 und HfO2) zeigen die höchsten Spannungen
und sind in der Regel kristallin, während die übrigen Oxide (Gruppen
V/VI: V2O5, Nb2O5, Ta2O5, MoO3 und WO3) amorphe Filme mit
wesentlich niedrigeren Spannungen bilden. Diese Ergebnisse werden mit
verschiedenen Übergangsmetallnitriden verglichen, welche ebenfalls beträchtliche
Spannungen aufweisen. Ein Modell, das in der Lage ist diese
systematischen Variationen zu reproduzieren wird diskutiert.
DS 18.4 Do 17:30 HS 31
Elektrodeposition von Co unter dem Einfluss äußerer Magnetfelder
— •Andreas Krause, Margitta Uhlemann, Annett Gebert
und Ludwig Schultz — Leibniz-Institut für Festkörper- und
Werkstoffforschung Dresden, PF 270116, 01171 Dresden, Deutschland
Durch Überlagerung von äußeren Magnetfeldern während des elektrochemischen
Abscheideprozesses können der Mechanismus der Abscheidung
und damit die Struktur und die Eigenschaften der abgeschiedenen
Schichten gezielt verändert werden. In der Arbeit wird der Einfluss von
homogenen Magnetfeldern in Abhängigkeit von Stärke und Orientierung
auf die elektrochemische Abscheidung von Co untersucht. Eine Erhöhung
der Abscheiderate wird durch Konvektion in der Nähe der Elektrodenoberfläche
durch die Wirkung von Lorentzkräften erreicht, wenn das magnetische
Feld parallel zur Oberfläche ausgerichtet ist. Eine Überlagerung
der magnetisch induzierten konvektiven Effekte mit der natürlichen Konvektion
wird dabei berücksichtigt. Neben der Abscheidung von Co findet
gleichzeitig die Wasserstoffreduktion statt. Bei negativen Abscheidepotentialen
wird die Ausbeute von Co erhöht und die Wasserstoffabscheidung
zurückgedrängt. Die Morphologie und Struktur der Schichten wird
dadurch verbessert. Die Wirkung paramagnetischer Kräfte auf die einzelnen
Teilschritte des elektrochemischen Prozesses wird diskutiert.