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Reflektivitätsmessung des Diffusionskoeffizienten in Ni-Pt-Multischichten
Oleg Domanov
Art der Arbeit
Diplomarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Betreuer*in
Bogdan Sepiol
DOI
10.25365/thesis.26885
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-29222.19653.679169-4
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Abstracts
Abstract
(Deutsch)
Die klassischen Methoden, um die Diffusionseigenschaften von Materialien zu untersuchen, etwa das Tracerverfahren, sind nicht in der Lage, Informationen über langsame Diffusionsprozesse (D<10^-21 m^2 s^-1) auf Längenskalen im Nanometerbereich (10^-9 m) zu erheben. Vor allem mit der zunehmenden Miniaturisierung von elektronischen Bauteilen werden diffusive Materialeigenschaften in diesem Bereich immer wichtiger.
In dieser Arbeit wird eine Probe bestehend aus 10 Doppelschichten von je [4nm Ni, 2nm Ni_90Pt_10] auf ihre Diffusionseigenschaften in einem Temperaturbereich von 600°C bis 640°C mittels ihres Reflektivitätsverhaltens mit Röntgenstrahlen an einem Laborgerät untersucht. Es werden die kinematische und die dynamische Methode der Datenauswertung verglichen und nach aktuellem Wissensstand wird die dynamische Auswertung erstmalig durchgeführt. Um die an der GISAXS-Anlage (grazing-incidence small-angle scattering) empirisch erhobenen Daten auszuwerten wird ein auf dem evolutionärem Prinzip basierendes Computerprogramm in Matlab entwickelt und in Verbindung mit der rekursiven Methode von Parrat zur dynamischen Berechnung von Reflektivitätskurven für Vielschichtsysteme verwendet.
Die Aktivierungsenergie in dem untersuchten Ni_90Pt_10 Vielschichtfilm ergibt sich zu Q=(262+/-19)kJ mol^-1=(2.7+/-0.2)eV und die mittleren Diffusionskoeffizienten liegen im Bereich von 10^-22 m^2 s^-1.
Abstract
(Englisch)
The classical approaches like the radio-tracer method of investigating diffusion can not be used to observe slow diffusion in the range of D<10^-21 m^2 s^-1 on the Nanometer (10^-9 m) scale. Considering the advancing miniaturization of electronics, it is becoming increasingly important to be able to investigate slow diffusion processes.
In this thesis the reflectivity of a thin film Ni_90Pt_10 sample consisting of 10 [4nm Ni, 2nm Ni_90Pt_10] double layers is examined in a laboratory (not at a synchrotron facility) with GISAXS (grazing-incidence small-angle scattering) at temperatures of 600°C to 640°C. A comparison is made between the kinematical and the dynamical method of evaluating reflectivity data. The data is then evaluated using a evolution based program, that is developed in Matlab. For the first time, to our knowledge, reflectivity data of the sample is evaluated using the dynamical recursive method of Parrat as oppose to the kinematical approximation.
The activation energy of the multilayered Ni_90Pt_10 sample is calculated as Q=(262+/-19)kJ mol^-1=(2.7+/-0.2)eV and the diffusion coefficients are in the range of 10^-22 m^2 s^-1.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Englisch)
Diffusion Parratt reflction x-ray multilayer platinum nickle Pt Ni Simplex Nelder Mead dynamical Kiessig MgO Matlab Ni90 Pt10
Schlagwörter
(Deutsch)
Diffusion Parratt Reflexion Röntgen multilayer Platin Nickel Pt Ni Simplex Nelder Mead Dynamisch Kiessig MgO Matlab Ni90 Pt10
Autor*innen
Oleg Domanov
Haupttitel (Deutsch)
Reflektivitätsmessung des Diffusionskoeffizienten in Ni-Pt-Multischichten
Publikationsjahr
2013
Umfangsangabe
II, 73 S. : Ill., graph. Darst.
Sprache
Deutsch
Beurteiler*in
Bogdan Sepiol
AC Nummer
AC11217790
Utheses ID
24055
Studienkennzahl
UA | 411 | | |