Interdiffusion processes in the polycrystalline Au (30 nm)/Cu (40 nm) thin films during annealing at 100-200C for 15 and 30 min in a vacuum with different residual-atmosphere pressures of 10 2 and 10 6 Pa and in an environment of hydrogen at a pressure of 510 2 Pa are investigated. Secondary neutral mass spectrometry complemented with transmission electron microscopy, X-ray diffraction, and atomic force microscopy is used. The intermixing of two layers is observed at the temperatures, at

more »

... ch the bulk diffusion can be safely ruled out. Within the Au layer, the detected Cu profiles and their time evolution are typical C-kinetic regime grain boundary profiles. Due to the much higher grain boundary diffusivity, the saturation of Au grain boundaries at the Au-rich side is hit in a very short time. The high Cu concentration level in the Au-side could be interpreted by supposing existing boundaries, which are moving and leaving behind themselves the areas with high Cu concentration close to the stoichiometric compositions. Phase formation takes place in and around grain boundaries due to diffusing component transport along moving grain boundaries. Досліджено процеси взаємної дифузії в тонких полікристалічних плівках Au (30 нм)/Cu (40 нм) під час відпалу за температур у 100-200С впродовж 15 і 30 хв. у вакуумі при різних тисках залишкової атмосфери у 10 2 і 10 6 Па та в середовищі водню при значенні тиску у 510 2 Па. Застосовано методу мас-спектрометрії вторинних нейтральних частинок, доповнену трансмісійною електронною мікроскопією, Рентґеновою дифракцією й атомно-силовою мікроскопією. Перемішування двох шарів спостерігалося при температурах, за яких повністю виключається дифузія за об'ємним механізмом. Одержані для шару Au профілі Cu та їх еволюція з часом були типовими профілями C-кінетичного режиму зерномежової Металлофиз. новейшие технол. / Metallofiz. Noveishie Tekhnol. 2014, т. 36, № 12, сс. 1609-1619 Оттиски доступны непосредственно от издателя Фотокопирование разрешено только в соответствии с лицензией 2014 ИМФ (Институт металлофизики им. Г. В. Курдюмова НАН Украины) Напечатано в Украине. 1610 A. A. TYNKOVA, S. I. SIDORENKO, I. E. KOTENKO et al. дифузії. Внаслідок значно вищої зерномежової дифузійної рухливости в збагаченому шарі Au насичення меж зерен золота досягається за дуже короткий час. Високий рівень концентрації Cu в шарі Au можна пояснити, припускаючи наявність рухливих меж, які залишають поза собою області з високою концентрацією Cu, близькою до стехіометричного складу. Фазоутворення відбувається всередині та навколо меж зерен шляхом переміщення компонента, що дифундує, вздовж рухомих меж зерен. Исследованы процессы взаимной диффузии в тонких поликристаллических плёнках Au (30 нм)/Cu (40 нм) во время отжига при температурах 100-200С в течение 15 и 30 мин в вакууме при различных давлениях остаточной атмосферы 10 2 и 10 6 Па и в среде водорода при давлении 510 2 Па. Использован метод масс-спектрометрии вторичных нейтральных частиц, дополненный трансмиссионной электронной микроскопией, рентгеновской дифракцией и атомно-силовой микроскопией. Перемешивание двух слоёв наблюдалось при температурах, при которых объёмная диффузия полностью исключается. Измеряемые для слоя Au профили Cu и их развитие с течением времени были типичными профилями зернограничной диффузии с кинетикой C-типа. Из-за гораздо более высокой зернограничной диффузионной подвижности в обогащённом слое Au насыщение границ зёрен золота достигается за очень короткое время. Высокий уровень концентрации Cu в слое Au можно объяснить, предполагая наличие подвижных границ, которые оставляют позади себя области с высокой концентрацией Cu, близкой к стехиометрическому составу. Фазообразование происходит внутри и вокруг границ зёрен посредством перемещения диффундирующего компонента вдоль движущихся границ зёрен.