Nanoanalyse höchster Auflösung von metallischen Schichtsystemen
by Jörg Schleiwies
Date of Examination:2001-05-03
Date of issue:2001-06-06
Advisor:Prof. Dr. Reiner Kirchheim
Referee:Prof. Dr. Reiner Kirchheim
Referee:Prof. Dr. Wolfgang Schröter
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Format:PDF
Description:Dissertation
Abstract
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Nanoanalyse höchster Auflösung von
metallischen Schichtsystemen Die Festkörperreaktion im Bereich der
Dünnfilmanwendung ist in den letzten Jahren weiter in den Focus
aktueller Forschung gerückt. Technologische Anwendungen profitieren
von Schichtstrukturen auf kleinster Skala. Dabei setzt allerdings
die gezielte Modifizierung dieser Systeme die Kenntnis ihrer
Reaktionseigenschaften voraus. Nur wenige Analysemethoden sind in
der Lage, nanoskalige Strukturen zu charakterisieren. Eine
herausragende Methode ist die Tomographische Atomsonde. Sie
ermöglicht eine chemische Analyse auf atomarer Skala und somit eine
Offenlegung der Abhängigkeiten von Schichtreaktionen. Anhand des
scheinbar klaren Modellsystems Ag/Al wird die Bedeutung der
Mikrostruktur für die Keimbildung und Wachstum der Produktphase
demonstriert. Die Berichte der einschlägigen Literatur lassen bei
einer Wärmebehandlung nur die Bildung einer Produktphase erwarten.
DSC-Messungen von ROY zeigen jedoch das Auftreten von zwei
exothermen Wärmetönungen. Eine Interpretation nach COFFEY als
zweistufiger Prozess erklärt zwar das Auftreten des Doppelpeaks,
liefert für die Keimgröße aber unvernünftig hohe Werte. Die an
diesem Punkt ansetzende Analyse der Tomographischen Atomsonde mit
ihrer hohen chemischen Auflösung enthüllt eine komplizierte
dreidimensionale Reaktions-morphologie. Im zweiten Teil wird ein
weiteres Beispiel dafür gegeben, daß selbst nach Vorliegen einer
präparierten Lagenstruktur die Reaktionsmechanismen keineswegs
vorgegeben sind. Anhand der Nanoanalyse des technologisch aktuellen
Co/Cu/Fe19Ni81-Schichtsystems, werden Rückschlüsse auf mögliche
Versagensmechanismen des Magnetowiderstandes gezogen und mit
Vorschlägen aus der Literatur verglichen. Nur mit detailgenauer
Kenntnis der inneren Abhängigkeiten ist eine zielgerichtete
Optimierung dieser Systeme möglich.
Schlagwörter: TAP; Ag/Al; Dünne Schichten