Influence of Low-Energy Ion Bombardment on the Texture and Microstructure of Pt Films

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The influence of low-energy ion bombardment on the texture and microstructure of an 80-nm-thick Pt film deposited at room temperature was investigated. The treatment was carried out in inductively coupled Ar plasma with a negative bias of 45–125 V applied to the specimens and an ion current density of 3.3 mA/cm2. As a result of a series of treatments at each bias, the film was thinned; after each treatment, its structural parameters were determined using X-ray diffraction and compared with those of Pt films 20–60 nm thick deposited under the same conditions. Treatment at 75–125 V led to a decrease in the average size of coherent scattering regions by 10–25%; in the 45 V mode, such a decrease was not observed. These results were explained by the formation and accumulation of radiation defects, the rate of their generation was lower at bias of 45 V. Film sputtering in all modes did not worsen the sharpness of the film texture.

About the authors

R. V. Selyukov

Valiev Institute of Physics and Technology RAS, Yaroslavl Branch

Author for correspondence.
Email: rvselyukov@mail.ru
Russia, 150007, Yaroslavl

V. V. Naumov

Valiev Institute of Physics and Technology RAS, Yaroslavl Branch

Email: rvselyukov@mail.ru
Russia, 150007, Yaroslavl

M. O. Izyumov

Valiev Institute of Physics and Technology RAS, Yaroslavl Branch

Email: rvselyukov@mail.ru
Russia, 150007, Yaroslavl

S. V. Vasilev

Valiev Institute of Physics and Technology RAS, Yaroslavl Branch

Email: rvselyukov@mail.ru
Russia, 150007, Yaroslavl

L. A. Mazaletskiy

P.G. Demidov Yaroslavl State University

Email: rvselyukov@mail.ru
Russia, 150003, Yaroslavl

References

  1. Van Wyk G.N. // Rad. Eff. Lett. 1981. V. 57. № 6. P. 187. http://doi.org./10.1080/01422448108226518
  2. Popovic N., Milic M., Bogdanov Z., Petrovic R. // Vacuum. 1990. V. 40. № 1–2. P. 149. http://doi.org./10.1016/0042-207X(90)90142-L
  3. Dobrev D. // Thin Solid Films. 1982. V. 92. № 1–2. P. 41. http://doi.org./10.1016/0040-6090(82)90186-9
  4. Marinov M., Dobrev D. // Thin Solid Films. 1977. V. 42. № 3. P. 265. http://doi.org./10.1016/0040-6090(77)90361-3
  5. Fu E.G., Wang Y.Q., Zou G.F., Xiong J., Zhuo M.J., Wei Q.M., Baldwin J.K., Jia Q.X., Shao L., Misra A., Nastasi M. // Appl. Phys. A. 2012. V. 108. № 1. P. 121. http://doi.org./10.1007/s00339-012-6865-y
  6. Fu E.G., Wang Y.Q., Nastasi M. // J. Phys. D. 2012. V. 45. № 49. P. 495303. http://doi.org./10.1088/0022-3727/45/49/495303
  7. Olliges S., Gruber P., Bardill A., Ehrler D., Carstanjen H.D., Spolenak R. // Acta Mater. 2006. V. 54. № 20. P. 5393. http://doi.org./10.1016/j.actamat.2006.07.005
  8. Li J., Liu J.C., Mayer J.W. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1989. V. 36. № 3. P. 306. http://doi.org./10.1016/0168-583X(89)90672-1
  9. Liu J.C., Li J., Mayer J.W. // J. Appl. Phys. 1990. V. 67. № 5. P. 2354. http://doi.org./10.1063/1.345530
  10. Liu J.C., Nastasi M., Mayer J.W. // J. Appl. Phys. 1987. V. 62. № 2. P. 423. http://doi.org./10.1063/1.339815
  11. Kaoumi D., Motta A.T., Birtcher R.C. // J. ASTM Int. 2007. V. 4. № 8. P. JAI100743. http://doi.org./10.1520/JAI100743
  12. Blazhevich S., Kamyshanchenko N., Martynov I., Neklyudov I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2002. V. 193. № 1–4. P. 312. http://doi.org./10.1016/S0168-583X(02)00797-8
  13. Atwater H.A., Thompson C.V., Smith H.I. // J. Appl. Phys. 1988. V. 64. № 5. P. 2337. http://doi.org./10.1063/1.341665
  14. Lilienfeld D.A., Borgesen P., Meyer P. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1991. V. 235. P. 571. http://doi.org./10.1557/PROC-235-571
  15. Hasegawa Y., Fujimoto Y., Okuyama F. // Surf. Sci. Lett. 1985. V. 163. № 2–3. P. L781. http://doi.org./10.1016/0167-2584(85)90883-7
  16. Naeem M.D., Rossnagel S.M., Rajan K. // Mat. Res. Soc. Symp. Proc. 1994. V. 343. P. 113. http://doi.org./10.1557/PROC-343-113
  17. Naeem M.D., Leary H.J., Rajan K. // J. Electron. Mater. 1992. V. 21. № 12. P. 1087. http://doi.org./10.1007/BF02667598
  18. Chan W.-L., Zhao K., Vo N., Ashkenazy Y., Cahill D.G., Averback R.S. // Phys. Rev. B. 2008. V. 77. № 20. P. 205405. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.77.205405
  19. Mayr S.G., Averback R.S. // Phys. Rev. B. 2003. V. 68. № 21. P. 214105. http://doi.org./10.1103/PhysRevB.68.214105
  20. Misra A., Fayeulle S., Kung H., Mitchell T.E., Nastasi M. // J. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 1999. V. 148. № 1–4. P. 211. http://doi.org./10.1016/S0168-583X(98)00780-0
  21. Наумов В.В., Бочкарев В.Ф., Трушин О.С., Горячев А.А., Хасанов Э.Г., Лебедев А.А., Куницын А.С. // ЖТФ. 2001. Т. 71. № 8. С. 92.
  22. Бабушкин А.С., Уваров И.В., Амиров И.И. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 12. С. 1845. http://doi.org./10.21883/JTF.2018.12.46786.37-18
  23. Babushkin A., Selyukov R., Amirov I. // Proc. SPIE. 2019. V. 11022. P. 1102223. http://doi.org./10.1117/12.2521617
  24. Silva J.P.B., Sekhar K.C., Almeida A., Agostinho Moreira J., Martin-Sanchez J., Pereira M., Khodorov A., Gomes J.M. // J. Appl. Phys. 2012. V. 112. № 4. P. 044105. http://doi.org./10.1063/1.4748288
  25. Воротилов К.А., Жигалина О.М., Васильев В.А., Сигов А.С. // ФТТ. 2009. Т. 51. № 7. С. 1268.
  26. Mirica E., Kowach G., Evans P., Du H. // Cryst. Growth Des. 2004. V. 4. № 1. P. 147. http://doi.org./10.1021/cg025595j
  27. Амиров И.И., Изюмов М.О., Наумов В.В. // Поверхность. Рентген., синхротр. и нейтрон. исслед. 2016. № 8. С. 82. http://doi.org./10.7868/S0207352816080047
  28. Kuru Y., Welzel U., Mittemeijer E.J. // Appl. Phys. Lett. 2014. V. 105. № 22. P. 221902. http://doi.org./10.1063/1.4902940
  29. Abbas K., Alaie S., Ghasemi-Baboly M., Elahi M.M.M., Anjum D.H., Chaieb S., Leseman Z.C. // J. Micromech. Microeng. 2016. V. 26. P. 015007. http://doi.org./10.1088/0960-1317/26/1/015007
  30. Thompson C.V. // Annu. Rev. Mater. Sci. 2000. V. 30. P. 159. http://doi.org./10.1146/annurev.matsci.30.1.159
  31. Sweeney Jr.W.E., Seebold R.E., Birks L.S. // J. Appl. Phys. 1960. V. 31. № 6. P. 1061. http://doi.org./10.1063/1.1735746
  32. Уманский Я.С., Скаков Ю.А., Иванов А.Н., Расторгуев Л.Н. // Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия. М.: Металлургия, 1982. С. 351.
  33. Селюков Р.В., Наумов В.В., Васильев С.В. // ЖТФ. 2018. Т. 88. № 6. С. 926. http://doi.org./10.21883/JTF.2018.06.46027.2526 4
  34. Palumbo G., Thorne S.J., Aust K.T. // Scr. Metall. Mater. 1990. V. 24. № 7. P. 1347. http://doi.org./10.1016/0956-716X(90)90354-J
  35. Yamasaki T. // Scr. Mater. 2001. V. 44. № 8–9. P. 1497. http://doi.org./10.1016/S1359-6462(01)00720-5
  36. Roebben G., Sarbu C., Lubec T., Van der Biest O. // Mat. Sci. Eng. A. 2004. V. 370. № 1–2. P. 453. http://doi.org./10.1016/j.msea.2003.05.004
  37. Cullity B.D. // Elements of X-ray Diffraction. Addison–Wesley Publishing Company, Inc., 1956. P. 388.
  38. Malek M.F., Mamat M.H., Khusaimi Z., Sahdan M.Z., Musa M.Z., Zainun A.R., Suriani A.B., Md Sin N.D., Abd Hamid S.B., Rusop M. // J. Alloys Compd. 2014. V. 582. № 5. P. 12. http://doi.org./10.1016/j.jallcom.2013.07.202
  39. Ho M.-Y., Gong H., Wilk G.D., Busch B.W., Green M.L., Voyles P.M., Muller D.A., Bude M., Lin W.H., See A., Loomans M.E., Lahiri S.K., Raisanen P.I. // J. Appl. Phys. 2003. V. 93. № 3. P. 1477. http://doi.org./10.1063/1.1534381
  40. Heiroth S., Frison R., Rupp J.L.M., Lippert T., Meier E.J.B., Gubler E.M., Dobeli M., Conder K., Wokaun A., Gauckler L.J. // Solid State Ionics. 2011. V. 191. № 1. P. 12. http://doi.org./10.1016/j.ssi.2011.04.002
  41. Труды ФТИАН. Т. 28: Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника: физика, технология, диагностика и моделирование / Ред. Махвиладзе Т.М. М.: Наука, 2019. С. 131.
  42. Jeffries J.H., Zuo J.-K., Craig M.M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 76. № 26. P. 4931. http://doi.org./10.1103/PhysRevLett.76.4931
  43. Ogilvie G.J. // J. Phys. Chem. Solids. 1959. V. 10. № 2–3. P. 222. http://doi.org./10.1016/0022-3697(59)90079-4
  44. Ogilvie G.J., Thompson A.A. // J. Phys. Chem. Solids. 1961. V. 17. № 3–4. P. 203. http://doi.org./10.1016/0022-3697(61)90184-6
  45. Balaji S., Satyam P.V., Lakshminarayanan V., Mohan S. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2004. V. 217. № 3. P. 423. http://doi.org./10.1016/j.nimb.2003.11.080

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2.

Download (124KB)
Indexing metadata
3.

Download (129KB)
Indexing metadata
4.

Download (75KB)
Indexing metadata
5.

Download (133KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2023 Р.В. Селюков, В.В. Наумов, М.О. Изюмов, С.В. Васильев, Л.А. Мазалецкий

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».