Detailansicht
CEMS investigation of the phase transition of metastable FeSi thin films
Friedrich Gröstlinger
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Bogdan Sepiol
DOI
10.25365/thesis.1436
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-30346.03032.465570-4
Link zu u:search
(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Das Ziel dieser Arbeit ist es den Phasenübergang der epitaktisch auf MgO gewachsenen B2-Phase $c$-FeSi in die stabile Volumsphase $\epsilon$-FeSi (B20) zu untersuchen, und Kenngrößen wie den Avrami-Exponent und die Aktivierungsenergie des selben zu bestimmen. Der Kern der Arbeit besteht aus den CEMS-Messungen der sukzessiven Ausheizschritte bei 4 verschiedenen Temperaturen. Der Zeitverlauf führt über die JMAK-Theorie auf den Avrami-Exponenten und weiters auf die Aktivierungsenergie dieser Transformation. Durch längere Auslagerungszeiten bei niedrigen Temperaturen wurden jedoch bei 2 der 4 Proben die für die Nukleation wichtigen Defekte reduziert, womit eine Umwandlung in angemessener Zeit nicht möglich war. Aus den anderen 2 Proben konnte ein Avrami-Exponent von $n=1.075\pm 0.029$ gewonnen werden, was laut Theorie auf eine 1-dimensionale, also nadelförmige Transformation hinweist. Die Aktivierungsenergie ergab sich zu einem vergleichsmäßig hohen Wert von $E_\text{a}=\unit[(3.29\pm 0.32)]{eV}$. Eine zweite Probenserie ohne die Schichtenstruktur der Fe-Isotope und dadurch bedingt durch den Herstellungprozess mit einer geringeren Defektdichte blieb erstaunlicherweise stabil bis $\unit[600]{^\circ C}$, was Diffusionsmessungen mittels Synchrotronquellen ermöglichen würde. Die Auswertung der XRD-Messunge weisen eindeutig eine Mosaizität der Kristallite aus und lassen darüberhinaus Abschätzungen über die jeweiligen Korngrößen zu. Dabei ist klar, dass größere Domänen und damit meist bessere Ordnung deutlich bessere Stabilität der epitaxialen $c$-Phase bewirken, bis hin zu einer um über $\unit[250]{^\circ C}$ höheren Transformationstemperatur. Im Rahmen dieser Arbeit wurde sogar die Möglichkeit einer Untersuchung des Tiefenprofils der dünnen Schichten an einem der 3 weltweit führenden Synchrotons, was Strahlbrillianz betrifft, dem ESRF genutzt. Die Ergebnisse hiervon waren nicht vollständig konsistent, lassen aber die Aussage zu, dass sich die stabile Volumsphase $\epsilon$-FeSi zumindest in der Nähe oder direkt an der Oberfläche zu bilden beginnt. Die Information über diese FeSi-Dünnschichtsysteme ist nach dieser Arbeit jedoch keinesfalls vollständig. Aufgrund der auch zu Anfang beschriebenen Wichtigkeit solcher intermetallischen Phasen und deren Verhalten in dünnen Schichten auf Substraten, inbsondere durch die fortschreitende Miniaturisierung der auf Si basierenden Halbleiterindustrie, sollte weitere Arbeiten zu diesem Thema gerechtfertigt sein.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
CEMS phase transition FeSi metastable XRD GINRS thin films
Schlagwörter
(Deutsch)
CEMS Phasenumwandlung FeSi metastabil XRD GINRS dünne Schichten
Autor*innen
Friedrich Gröstlinger
Haupttitel (Deutsch)
CEMS investigation of the phase transition of metastable FeSi thin films
Paralleltitel (Deutsch)
CEMS Untersuchung der Phasenumwandlung von metastabilen, dünnen FeSi Schichten
Publikationsjahr
2008
Umfangsangabe
VII, 67 S. : graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Bogdan Sepiol
Klassifikationen
33 Physik > 33.61 Festkörperphysik ,
33 Physik > 33.68 Oberflächen, Dünne Schichten, Grenzflächen
AC Nummer
AC07661568
Utheses ID
1127
Studienkennzahl
UA | 411 | | |