رشد و مشخصه یابی لایه های niو ni-co-cu

الکتروانباشت یکی از روشهای ساده ولی در عین حال پرکاربرد و قوی در زمینه رشد لایه های نازک فلزی است. با استفاده از این روش لایه های نازک ni و ni-co-cu از محلول های سولفاتی- سیتراتی تهیه گردیدند. به منظور بررسی رفتار پتانسیودینامیکی الکترولیت، منحنی cv مربوط به آنها تهیه و مورد مطالعه قرار گرفت. سپس با انتخاب ولتاژهای مناسب از روی این منحنی ها، عملیات لایه گذاری انجام گرفت. لایه ها تحت شرایط مختلف مانند تغییر زیرلایه- یک بار بر زیرلایه مس با جهت ترجیحی (200) و بار دیگر بر روی زیرلایه سیلیکون با جهت (111)- تغییر ولتاژ انباشت و تغییر دمای الکترولیت انباشت شدند. طیف های حاصل از پراش پرتو x تشکیل یک ساختارfcc را برای کلیه لایه ها و برای هر دو زیرلایه نشان دادند. برای لایه ni-co-cu رشدیافته بر زیرلایه مس مشاهده گردید که با افزایش ولتاژ انباشت تا v1/1- ولت و کاهش میزان غلظت مس تا mol.dm-3 003/0 در الکترولیت، ساختار لایه از شکل آلیاژی خود خارج شده، به سمت تشکیل خوشه های کبالت پیش می رود. این پدیده در مورد زیرلایه سیلیکون صادق نبود. نتایج حاصل از طیف پراش پرتو x لایه ni-co-cu رشدیافته بر زیرلایه سیلیکون که در الکترولیت با دماهای ° c45، ° c55 و ° c65 تهیه شده بود نشان داد که افزایش دما منجر به افزایش اندازه دانه ها و همچنین کاهش درصد مس در آلیاژ می شود. با افزایش دما از ° c45 تا ° c65 میزان درصد مس در آلیاژ از %48 به %42 کاهش یافت. مورفولوژی سطح لایه ها با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm) بررسی گردید. اثراتی از شکستگی در سطح تک لایه نیکل رشدیافته بر سطح سیلیکون مشاهده شد در صورتی که لایه رشدیافته بر سطح مس از همواری بیشتری برخوردار بود. سطح لایه ni-co-cu رشد یافته بر زیرلایه سیلیکون در دمای ° c65 به نسبت لایه های رشدیافته در دماهای پایین تر هموارتر، همچنین دارای دانه های بزرگتری بود. منحنی های cha لایه ni-co-cu نشان داد که در شرایط عدم به هم خوردگی محلول در ولتاژ v 850/0- تنها گونه مس رسوب می کند. در شرایط به هم خوردگی محلول، منحنی های cha چگالی جریان شبه ایستایی را پس از افزایش جریان در قله ها نشان دادند. نتایج مطالعه مغناطیسی لایه ها به وسیله دستگاه مغناطش سنج گرادیان نیروی متناوب (agfm)حاکی از این بود که بیشترین مقدار مغناطش اندازه گیری شده برای لایه مغناطیسی ni-co-cu رشدیافته بر زیرلایه سیلیکون مربوط به دمای ° c65 است.