Dresden 2003 – wissenschaftliches Programm

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DS: Dünne Schichten

DS 5: Verfahren zur Schichtherstellung II

DS 5.3: Vortrag

Montag, 24. März 2003, 10:45–11:00, GER/38

Unkonventionelle Phasenbildung durch thermisch stimulierte Festkörperreaktionen in Nano-Schichtsystemen — •Dirk C. Meyer, Alexander A. Levin und Peter Paufler — TU Dresden, Institut für Kristallographie und Festkörperphysik, Mommsenstrasse 13, 01069 Dresden

Dünne Schichten befinden sich, abhängig vom Herstellungsverfahren, häufig fern vom thermodynamischen Gleichgewicht (TG). Für Nanometer-Vielfachschichten gilt dies generell. Thermische Energiezufuhr erlaubt den Übergang in energetisch günstigere Zustände in Richtung TG. Aufgrund der charakteristischen energetischen Situation in Nano-Schichtsystemen (v.a. signifikante Beiträge der Grenzflächen und von Eigenspannungen zur Gesamtbilanz der freien Energie des Systems) sowie der kinetischen Randbedingungen (geometrische Anordnung und Grenzflächenbeschaffenheit) kann durch Energiezufuhr die Bildung unkonventioneller metastabiler Phasen herbeigeführt werden. Eine Vielzahl der letztgenannten ist über Zeiträume, die für die technische Nutzung der physikalischen Eigenschaften relevant sind, bei Temperaturen unterhalb 400 K stabil. Im Vortrag werden u.a. Beispiele zu thermisch stimulierten Festkörperreaktionen im metallischen Nano-Schichtsystem Al/Co/Ni gezeigt. Anhand der Phasenbildung in metallischen Mischschichten von Systemen mit ausgedehnter Mischungslücke bei RT wird die Möglichkeit der Bildung unkonventioneller Phasen einschließlich der Formierung von Multilagen der Einzelkomponenten als Zwischenstadium der Entmischung demonstriert.