Plenarvorträge - DPG-Tagungen

Dünne Schichten Dienstag
Nanocomposites of finely dispersed magnetic nanoparticles in a polymer
matrix can be tailored to achieve the requirements for future GHz
frequency inductive component applications. Principle requirements for
such soft magnetic films are a high saturation magnetization Ms, a low
but finite anisotropic field and minimized eddy-current losses. We describe
solvent-free preparation of Teflon AF/Fe-Ni-Co nanocomposite by
coevaporation. Analysis of the magnetic properties and morphology as
function of the filling factor was done by TEM, EDX, VSM and complex
AC permeability measurements. Films with filling factors of ∼ 20 % show
a narrow particle size distribution of 6-8 nm, a high Ms ∼ 2 Tesla and
a cut-off frequency > 1 GHz. It is shown that the atomic composition of
the alloy remains constant after evaporation.
DS 22.30 Di 14:30 Poster B
Viskositätsmessung an dünnen Schichten des Phasenwechselmediums
AgIn-Sb2Te mit einem bulge-tester — •Martin Salinga,
Stefan Ziegler, Andreas Schropp, Johannes Kalb und Matthias
Wuttig — I.Physikalisches Institut A, RWTH-Aachen, Postfach,
52065 Aachen
Auf der Suche nach neuen Materialien für die optische Datenspeicherung
auf Basis von Phasenwechselmedien ist das Verständnis der Kristallisationskinetik
essentiell. Einer der zentralen zu optimierenden Aspekte
ist die Geschwindigkeit des Kristallwachstums, welche einer der Schlüsselparameter
für die Datenübertragungsrate ist.
Das Wachstum lässt sich durch Grenzflächen-nahe Diffusion beschreiben.
Da die Stokes-Einstein-Gleichung einen direkten Zusammenhang
zwischen Diffusion und Viskosität herstellt, besteht die Möglichkeit,
durch Messung der Viskosität auf Diffusionseigenschaften und damit auf
die Wachstumsgeschwindigkeit zu schließen.
Die hier vorgestellten Ergebnisse beruhen auf Experimenten mit AgIn-
Sb2Te an einem bulge-tester, bei denen die Temperaturabhängigkeit der
Viskosität unterhalb der Glasübergangstemperatur Tg gemessen wird.
Die auf diese Art ermittelten Daten werden mit Messungen oberhalb
Tg verglichen.
DS 22.31 Di 14:30 Poster B
Evolution of stress in sputtered-deposited cobalt and copper
thin films — •Mirela Pletea 1 , Winfried Brückner 1 , Horst
Wendrock 1 , Rainer Kaltofen 1 , and Claus M. Schneider 2 —
1 Leibniz-Institut für Festkörper- und Werkstoffforschung Dresden, PF
270116, D-01171 Dresden — 2 Institute of Electronic Properties, Department
of Solid State Research, Research Center Jülich, D-52425 Jülich
In order to study the stress development during sputter deposition of
the magnetic multilayers we redesigned and reconstructed the dedicated
set-up for in-situ stress measurements of single thin films. This novel setup
is able to monitor the stress development during sequential sputter
deposition of two materials and to simultaneously control the substrate
temperature. In this paper we present the first results from in-situ stress
measurements using this new set-up during and after growth of Co and
Cu single thin films with different thickness and sputtered under various
sputtering conditions. The first results reveal: (i) an increasing of
tensile stress and (ii) a tensile-compressive-tensile stress evolution during
deposition under the same sputtering conditions of Co and Cu thin
films, respectively. A special attention is paid on the stress evolution and
growth processes of Cu and Co single thin films during the early stage of
deposition. In order to find the mechanisms responsible for stress generation
and relaxation in Co and Cu thin films, microstructure investigations
performed by SEM, EBSD and AFM in combination with plasma diagnostics
are carried out.
DS 22.32 Di 14:30 Poster B
New possibilities in nanoindentation — •Maksim Karniychuk 1 ,
Thomas Chudoba 2 , Norbert Schwarzer 1 , and Frank Richter 1
— 1 Chemnitz University of Technology, Institute of Physics, 09107
Chemnitz — 2 ASMEC Advanced Surface Mechanics, Dresden
Nanoindentation with normal force is widely used for the investigation
of mechanical properties of thin films. Using a lateral force in addition
would allow investigating new properties.
We have developed a theoretical model of the mechanical contact of a
spherical indenter and a coated substrate under both normal and lateral
load. Together with a novel Lateral Force Unit (LFU) this will enable us
to determine mechanical properties of thin films which were not accessible
so far. The aim of the poster is to present these new possibilities:
1) Poisson’s ratio can be determined from the lateral displacement of
the maximum deformation under normal and lateral load.
2) During loading with a lateral force, tensile stress is formed near the
film surface which cause cracks. The relevant stress components can be
determined.
3) Determination of yield stress of very thin films: Measuring the yield
stress of very thin and hard films on less hard substrates is difficult since
the substrate can be plastically deformed first. The lateral force provides
possibilities to increase the stress in the film but to save the substrate.
DS 22.33 Di 14:30 Poster B
Charakterisierung von dünnen Fe100−xZrx-Schichten mittels Laserakustik
— •Andreas Grob und Ulrich Herr — Abteilung
Werkstoffe der Elektrotechnik, Universität Ulm, 89081 Ulm
Seltene Erd-Übergangsmetalllegierungen lassen sich über einen weiten
Konzentrationsbereich amorph herstellen. An den Randbereichen des
Phasendiagramms erhält man die kristallinen Gleichgewichtsphasen. Dieses
Verhalten wurde bereits ausgiebig mit strukturellen und magnetischen
Analysemethoden untersucht.
Wir berichten von laserakustischen Messungen an gesputterten
Fe100−xZrx-Schichten. Dabei werden mittels eines gepulsten Lasers Oberflächenwellen
generiert. Aus den Ausbreitungseigenschaften der Rayleigh-
Welle gewinnt man Informationen über die mechanischen Eigenschaften
der Schichten. Es wurde ein Konzentrationsbereich untersucht, der
sowohl eisenreiche kristalline Schichten, als auch amorphe Schichten
umfasst. Die Ergebnisse zeigen eine deutliche Abhängigkeit des Elastizitätsmoduls
von der Schichtzusammensetzung und der Struktur. Die
Werte werden mit Ergebnissen aus Nanoindentationstests (Hysitron) verglichen.
DS 22.34 Di 14:30 Poster B
In-situ Charakterisierung der Phasenbildung während
der Hochenergie-Sauerstoffionen-Implantation in
Übergangsmetalle — •Y. Bohne 1 , N. Shevchenko 2 , F.
Prokert 2 , J. von Borany 2 , B. Rauschenbach 1 und W.
Möller 2 — 1 Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizierung e.V.,
Leipzig — 2 Forschungszentrum Rossendorf e.V., Dresden
Die Ionenimplantation ist ein Verfahren zur gezielten Modifizierung
dünner Schichten und oberflächennaher Bereiche. Voraussetzung für
die Aufklärung der physikalischen Prozesse der implantationsinduzierten
Phasen- und Defektbildung als auch thermisch stimulierter Prozesse
in implantierten Materialien sind Untersuchungen zur Struktur und
Zusammensetzung während der Implantation in einem weiten Temperaturbereich.
Anhand der Synthese von Oxiden der Übergangsmetalle
Titan und Molybdän wurden während der Hochenergie-Sauerstoffionen-
Implantation in-situ Untersuchungen mittels Röntgenbeugungstechnik
durchgeführt, um die Phasenbildung dosis- bzw. zeitabhängig zu charakterisieren.
Dazu wurden, in einer Hochtemperatur-Vakuumkammer
Sauerstoffionen (1,5 MeV, Fluenzen bis 3×10 18 O + /cm 2 ) in polykristallines
Molybdän bzw. Titan implantiert. Die chemische Zusammensetzung
der implantierten Proben wurde mittels Auger Elektronen Spektroskopie
(AES) untersucht. Die Bildung von Molybdänoxid (MoO2) konnte beobachtet
werden. Der Beginn der Phasenbildung wird durch die Targettemperatur
beeinflußt. In-situ Temperversuche (bis 600 ◦ C) mit implantierten
Proben zeigten ein zusätzliches Wachstum von MoO2 Präzipitaten.
DS 22.35 Di 14:30 Poster B
Structure and interface characterisation of Exchange Bias
FeMn-FeNi films — •Danica Solina 1 , Maciej-Oskar Liedke 2 ,
Ursula Tietze 1 , Jürgen Fassbender 2 , and Andreas Schreyer 1
— 1 Institute for Materials Research, Dept. WFN (Neutron-/Synchrotron
Scattering), GKSS-Research Center, PO Box 1160, D-21494 Geesthacht,
Germany — 2 Fachbereich Physik, Universität Kaiserslautern,
Erwin-Schrödinger-Straße 56, 67663 Kaiserslautern, Germany
X-ray and neutron scattering studies have been carried out on thermally
evaporated FeMn-FeNi exchange bias systems before and after ion
irradiation by helium ions. Helium ion dosages of 10 14 - 10 17 ions cm −2
have been used. The ion irradiation has shown to alter the exchange bias
characteristics of the samples with dose and rate. X-ray diffraction measurements
on the samples were made to assess the epitaxy of the layers
to the substrate. In order to assess the effect of ion irradiation on these
films, both neutron and x-ray reflectivity measurements were performed
and the data modelled simultaneously. A final model was chosen that
approximated both sets of data well. The reflectivity data suggest that
the samples are prone to etching of the surface layer by the ions and that
ion irradiation encourages interlayer mixing resulting in a smearing of the