رشد لایه های نازک مس- نقره-پالادیوم به روش لایه نشانی مغناطیسی DC و بررسی مورفولوژی و توپوگرافی سطح

در این مقاله لایه های نازک مس – نقره- پالادیم به روش لایه نشانی مغناطیسی DC با استفاده از تارگت مس-نقره- پالادیم و زیرلایه های سیلیکون به ابعاد 2 × 1 ، با 3 ضخامت مختلف در محیط گاز آرگون لایه نشانی شدند. طیف اشعه X نمونه ها بر تشکیل نانوذرات مس، نقره و پالادیوم با ساختار بلوری FCC دلالت دارد. برای محاسبه متوسط اندازه نانو ذرات از رابطه شرر استفاده شد. توپوگرافی سطح نمونه ها با استفاده از تصاویر AFM، آنالیز فراکتال وپارامتر های آماری در ابعاد 1 μm×1 μm مورد بررسی قرار گرفت. با توجه به نمودار توپوگرافی، توزیع نانوذرات بروی سطح لایه های نازک نسبتا یکنواخت بود و با افزایش ضخامت لایه ها، اندازه نانوذرات به طور جزیی کاهش یافت. مقادیر Rms و بعد فرکتال نمونه ها به روش box counting محاسبه شدند. بعد فراکتال نمونه ها نسبتا کوچک بود و در رنج 43/2 تا 78/2 تغییر کرد که مشخصه ی سطوح نسبتا نامنظم می باشد. برای توصیف مورفولوژی سطح، از توزیع فرکانسی (تکنیک تابع چگالی) نیز استفاده شد. منحنی های PSD برای هر سه نمونه شامل یک پاسخ نسبتا تخت در نواحی پایین طیف فرکانس فضایی هستند که یک مکانیزم یکسان را برای رشد آنها توصیف می کند. در نواحی فرکانسی بالا نمودار ها دارای شیب معکوس می باشند که بروز رفتار فرکتالی سطح را تایید می کنند. نمونه ای با ضخامت 40 نانومتر نسبت به نمونه های دیگر در فر کانسهای بالا PSD بیشتری داشت. تصویر TEMنمونه نوعی نشان داد که نانوذرات رشد داده شده تقریبا کروی شکل هستند و به گونه ای توزیع شده اند که در برخی نواحی کاملا از یکدیگر قابل تفکیک می باشند و در بعضی نقاط کلوخه ای شده اند. با استفاده از نمودار توزیع اندازه ذرات، قطر متوسط دانه ها برابر با 15 نانومتر تخمین زده شد. اثر افزایش زمان لایه نشانی بر مورفولوژی سطوح منجر به کاهش زبری و افزایش بعد فرکتال لایه ها گردید .همچنین مطالعه PSD، مکانیزم رشد یکنواخت و وجود الگوی فراکتالی در لایه ها را تایید نمود.

کلیدواژه ها:

لایه نشانی مغناطیسی DC ، نانوکامپوزیت مس-نقره-پالادیوم ، AFM ، PSD