Regensburg 2002 – scientific programme

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DS: Dünne Schichten

DS 27: Postersitzung

DS 27.3: Poster

Tuesday, March 12, 2002, 15:30–17:30, Poster Physik B

Selbstorganisation von NiO/SiO₂-Schichtpaketen unter Hoch-energie-Ionenbestrahlung — •Ando Feyh¹, Tilman Renz¹, Beate Schattat¹, Jens Wies ner¹, Wolfgang Bolse¹, Siegfried Klaumünzer² und Axel Jasenek³ — ¹Institut für Strahlenphysik, Universität Stuttgart — ²Hahn-Meitner-Institut, Berlin — ³Institut für Physikalische Elektronik, Universität Stuttgart

Im Rahmen der Untersuchung atomarer Transportprozesse in keramischen Dünnschichtsystemen bei Bestrahlung mit hochenergetischen schweren Ionen haben wir ein bisher nicht beobachtetes Selbstorganisationsphänomen an NiO/SiO₂/Si-Schichtpaketen beobachtet. Bei den Proben handelt es sich um thermisch oxidierte Silizium-Wafer (240nm Oxidschicht), auf die durch reaktives Magnetron-Sputtern eine 130nm dicke NiO-Schicht aufgebracht wurde. Die Proben wurden mit 90-260MeV Ar-, Kr- und Xe-Ionen bei 77K mit Fluenzen von 10¹³−10¹⁵/cm² unter Verkippungswinkeln bis θ=85^∘ bestrahlt. Oberhalb θ≈60^∘ bildet sich zunächst eine periodische Rissstruktur (λ=1−3µm) senkrecht zur Strahlrichtung aus, die sich von der NiO-Oberfläche bis zur NiO/SiO₂-Grenzfläche ausdehnt. Kr- bzw. Xe-Bestrahlung führt dann zur Schrumpfung der zwischen den Rissen entstandenen NiO-Streifen sowie deren Wachstum senkrecht zur Oberfläche, bis sich nach Fluenzen von etwa 6×10¹⁴/cm⁻² nahezu periodische NiO-Lamellen von ca. 1µm Höhe und etwa 100nm Breite gebildet haben. Mit Hilfe von SEM- und RBS-Analysen haben wir die Abhängigkeit der Riss- und Lamellenbildung von der Schichtdicke, dem Bestrahlungswinkel, der elektronisch deponierten Energiedichte und der eingestrahlten Ionenfluenz untersucht.