化学电位梯度诱导在表轴TiN/MgO接口处形成基肯达尔空隙
Xiaoman Zhang1, W J Meng1, Andrew C Meng2
1Department of Mechanical and Industrial Engineering, Louisiana State University, Baton Rouge, LA 70803, USA. wmeng1@lsu.edu.
Nanoscale
|July 27, 2023
概括
在化 (TiN) /氧化 (MgO) 接口上观察到Kirkendall空隙,表明快速扩散. 这一发现表明了在薄膜接口中设计空缺职位的新方法.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 薄膜技术 薄膜技术
背景情况:
- 化 (TiN) 在氧化 (MgO) 上的长轴生长已被证实.
- TiN被认为是电子设备中扩散屏障的关键材料.
- 之前的研究经常描绘出一个利的,突如其来的TiN/MgO接口.
研究的目的:
- 为了研究TiN/MgO (001) 接口的性质.
- 在这种化物/氧化物异构结构中识别和描述扩散现象.
- 了解观察到的扩散对接口工程的影响.
主要方法:
- 用X射线衍射 (XRD) 来进行结构特征.
- 电子显微镜 (EM) 用于高分辨率成像和组成分析.
- 在接口上分析空隙形成和空间分布.
主要成果:
- 在表轴TiN/MgO(001) 接口上观察Kirkendall空隙.
- 证实了分散的接口结构,与之前的报道相反.
- 空洞在空间上定位在接口的约10纳米范围内.
- 通过接口的纳米级构成梯度的证据.
结论:
- 基肯达尔空隙的存在表明,在TiN/MgO界面上,由化学电位梯度驱动的显著扩散.
- 这一发现挑战了完全清晰的接口的概念,并突出了扩散动态.
- 这些发现为在薄膜接口中控制氧和空缺的工程开辟了道路.


