Завантажити повну версію статті (в PDF форматі)

S. I. Ryabtsev, О. V. Sukhova
«Structure and Electrical Properties of Thin Al\(_{66}\)Cu\(_{18}\)Co\(_{16}\) and Al\(_{69}\)Co\(_{16}\)Ni\(_{15}\) Films»
0729–0736 (2019)

PACS numbers: 61.43.Dq, 61.44.Br, 64.60.My, 73.61.At, 81.07.Bc, 81.15.Cd, 81.15.Rs

Тонкі плівки номінального складу Al\(_{66}\)Cu\(_{18}\)Co\(_{16}\) та Al\(_{69}\)Co\(_{16}\)Ni\(_{15}\) товщиною у 85–100 нм, охолоджені зі швидкістю у \(10^{12}–10^{14}\) К/с, було вперше одержано методом модернізованого триелектродного йонно-плазмового розпорошення складених мішеней. Плівкові покриття осаджували на підкладинки, виготовлені з натрію хлориду або ситалу. Структуру покриттів аналізували за допомогою рентґеноструктурної аналізи. Електричний опір вимірювали чотирозондовим методом. В структурі свіжонапорошених плівок спостерігається рентґеноаморфна фаза та сліди квазикристалічної декагональної D-фази. Області когерентного розсіяння (ОКР) плівок Al\(_{66}\)Cu\(_{18}\)Co\(_{16}\) та Al\(_{69}\)Co\(_{16}\)Ni\(_{15}\) дорівнюють 2,8 нм і 3,2 нм відповідно. Зміна електричного опору тонких плівок Al\(_{66}\)Cu\(_{18}\)Co\(_{16}\) та Al\(_{69}\)Co\(_{16}\)Ni\(_{15}\) у разі нагріву до температур, відповідно, у 600 К і 640 К має оборотній характер, що вказує на термічну стійкість їхньої структури. Подальший нагрів до 920 К супроводжується необоротньою зміною електричного опору, що спричинено зникненням аморфної фази та появою металевої фази на основі алюмінію в структурі плівок. Після витримки за температури у 923 К протягом 10 хвилин розміри ОКР D-фази збільшуються у понад два рази та сягають 6,0–6,5 нм. В структурі плівок спостерігаються наночастинки квазикристалів в алюмінійовій матриці. Температурний коефіцієнт опору (ТКО), як під час нагріву, так і охолодження, має неґативні значення, що підтверджує присутність у структурі плівок квазикристалічної фази. Під час охолодження від температури у 920 К до кімнатної температури ТКО тонкої плівки Al\(_{66}\)Cu\(_{18}\)Co\(_{16}\) збільшується від \( \approx -4\cdot{10}^{-4}K^{-1} до -1.2\cdot{10}^{-5}K^{-1} \), а плівки Al\(_{69}\)Co\(_{16}\)Ni\(_{15}\) — від \( \approx -5\cdot{10}^{-4}K^{-1} до -2.4\cdot{10}^{-4}K^{-1} \). Це уможливлює рекомендувати тонку плівку Al\(_{66}\)Cu\(_{18}\)Co\(_{16}\) для виготовлення прецизійних низькоомних тонкоплівкових резисторів.

Keywords: ion-plasma sputtering, thin films, quasi-crystalline decagonal phase, electrical resistivity, temperature coefficient of resistance