Моделювання процесу росту оксиду на поверхні при дифузії в тонких плівках в умовах дії “кисневого насоса”

Автор(и)

  • А.І. Олешкевич Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • А.М. Гусак Черкаський національний університет імені Богдана Хмельницького
  • С.І. Сидоренко Національній технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"
  • С.М. Волошко Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського"

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe55.9.1004

Ключові слова:

-

Анотація

Запропоновано моделі, які дозволяють прогнозувати кінетику росту оксиду на поверхні тонких плівок. Вважають, що у двошаровій системі матеріал "нижнього" шару дифундує по границях зерен матеріалу "верхнього" шару і реакція його окислення на зовнішній поверхні створює додаткову рушійну силу дифузії. Кількість дифузанта, яка витрачається на утворення оксиду, не бере далі участі у процесі масоперенесення, тому градієнт концентрації не знижується. За умов додаткового впливу "кисневого насоса" на поверхні тонких плівок рушійна сила процесу, зумовлена градієнтом концентрації, продовжує діяти достатньо довго. Процес росту оксиду міді на поверхні шару нікелю в двошаровій системі Cu/Ni розглянуто з урахуванням різних механізмів дифузії міді – об'ємної крізь оксид, поверхневої вздовж міжфазної границі "метал–оксид", по потрійних стиках границь зерен, а також за комбінованим механізмом – поверхневої та об'ємної дифузії. Встановлено, що механізм дифузії суттєво впливає на форму та розмір оксидного шару, а також на його ефективну товщину. Проаналізовано вплив параметрів масоперенесення на ефективний показник росту оксиду.

Посилання

M.А. Vasylyev, S.I. Sidorenko, Diffusion and Surface Segregation (Ministry of Education of Ukraine, Kyiv, 1999).

S.I. Sidorenko, Yu.N. Makogon, and S.M. Voloshko, Materials Science of Thin-Film Nanostructures. Diffusion and Reactions (Naukova Dumka, Kyiv, 2000) (in Russian).

S.I. Sidorenko, D.L. Beke, and A.A. Kikineshi, Materials Science of Nanostructures (Naukova Dumka, Kyiv, 2002).

S.I. Sidorenko, Yu.N. Makogon, and S.M. Voloshko, Actual Problems of Thin-Film Materials Science (Naukova Dumka, Kyiv, 2009) (in Russian).

S.M. Voloshko, S.I. Sidorenko, Yu.V. Cherkashchenko, and G.V. Lutsenko, Metallofiz. Nov. Tekhn. 20, 7 (1999).

B.S. Bokshtein, S.Z. Bokshtein, and A.A. Zhukhovitskii, Thermodynamics and Kinetics of Diffusion in Solids (Metallurgiya, Moscow, 1974) (in Russian).

A. M. Gusak and M. V. Yarmolenko, J. of Appl. Phys. 73, 10 (1993).

L. Klinger, Y. Brechet, and G. Purdy, Acta Mater. 46, 8 (1998).

G. Lucenko and A. Gusak, Microelectr. Eng. 70 (2003).

M.O. Pasichnyi and A.M. Gusak, Metallofiz. Nov. Tekhn. 20, 7 (1999) .

J.C. Fisher, J. of Appl. Phys. 27, 8 (2005).

##submission.downloads##

Опубліковано

2025-01-22

Як цитувати

Олешкевич, А., Гусак, А., Сидоренко, С., & Волошко, С. (2025). Моделювання процесу росту оксиду на поверхні при дифузії в тонких плівках в умовах дії “кисневого насоса”. Український фізичний журнал, 55(9), 1004. https://doi.org/10.15407/ujpe55.9.1004

Номер

Розділ

Тверде тіло

Статті цього автора (авторів), які найбільше читають