ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН English Войти Подать статью
Журнал радиоэлектроники Электронный научный журнал · eISSN 1684-1719
2015, № 12 · ТВЕРДОТЕЛЬНАЯ ЭЛЕКТРОНИКА

Особенности формирования аморфной фазы на поверхности функционального сплава Ti2NiCu при селективном травлении ионами галлия

В.С. Афонина1, А.В. Иржак2,3, В.В. Коледов1, В.Г. Шавров1, В.А. Дикан2, Д.А. Подгорный2

1 ИРЭ им. В.А. Котельникова РАН, Москва, Россия
2 Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Россия
3 Институт проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов РАН, Россия
Полный текст УДК 537.622.4 EDN VHTMRN

Аннотация

Экспериментально изучен процесс формирования аморфной фазы на поверхности быстрозакаленного функционального сплава Ti 2NiCu с ЭПФ при обработке в установке селективного ионного травления (ФИП). Исследовано воздействие фокусированного пучка ионов галлия на поверхность сплава в различных режимах и геометрии. При помощи метода просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) показано, что ионный пучок формирует на поверхности кристаллического сплава аморфный слой с четкой границей. Отмечается, что аморфный слой может как оказывать негативное воздействие на качество субмикронных образцов сплава Ti 2NiCu, которые находят применение в качестве активного материала в микросистемной технике, так и расширить функциональные возможности наноструктур на его основе.

  • Ti <sub>2</sub>NiCu
  • Ti2NiCu
  • эффект памяти формы
  • метод селективного ионного травления
  • микросистемная техника
  • аморфная фаза сплава
Abstract (in English)

The process of formation of an amorphous phase on the surface of the functional alloy Ti2NiCu with shape memory effect (SME) is studied experimentally, under action of gallium ion beam in the device for selective ion etching (FIB). The influence of a focused beam of gallium ions up on the properties of the surface of the alloy in the different conditions and geometry is investigated. By the method of TEM it is shown that the ion beam produces the amorphous layer on the surface of crystalline alloy with a sharp boundary. It is noted that the amorphous layer can both adversely affect the quality of samples of submicron Ti 2NiCu alloy, which are used as active materials in microsystems technology, and expand the functionality of nanostructures on its basis.

Для цитирования

Афонина В.С., Иржак А.В., Коледов В.В., Шавров В.Г., Дикан В.А., Подгорный Д.А. Особенности формирования аморфной фазы на поверхности функционального сплава Ti2NiCu при селективном травлении ионами галлия // Журнал радиоэлектроники. – 2015. – № 12.

Литература

  1. Cerva H., Hobler G. Depth of amorphized ion implanted silicon zones predicted from point defect density calculations and TEM cross sections //CONFERENCE SERIES-INSTITUTE OF PHYSICS. - IOP PUBLISHING LTD, 1993, v. 134, pp. 133-133.
  2. Rajsiri, S., Kempshall, B., Schwarz, S., Giannuzzi, L. FIB damage in silicon: Amorphization or redeposition?. // Microscopy and Microanalysis, 2002, v. 8(S02), pp. 50-51.
  3. Abramo M. Hahn L., Moszkowits. // Int. Symp. For Testing and Failure Analysis. 1994, v. 20. p. 439.
  4. Prenitzer, B. I., Urbanik-Shannon, C. A., Giannuzzi, L. A., Brown, S. R., Irwin, R. B., Shofner, T. L., Stevie, F. A. The correlation between ion beam/material interactions and practical FIB specimen preparation. // Microscopy and Microanalysis, 2003, v. 9(03), pp. 216-236.
  5. Shelyakov, A. V., Sitnikov, N. N., Menushenkov, A. P., Koledov, V. V., & Irjak, A. I. Nanostructured thin ribbons of a shape memory TiNiCu alloy. //Thin Solid Films, 2011, v. 519(15), pp. 5314-5317.
  6. Cagliani, A., Wierzbicki, R., Occhipinti, L., Petersen, D. H., Dyvelkov, K. N., Sukas, Ö. S., Bøggild, P. Manipulation and in situ transmission electron microscope characterization of sub-100 nm nanostructures using a microfabricated nanogripper. // Journal of Micromechanics and Microengineering, 2010, v. 20(3), 035009.
  7. Park, D. S. W., Nallani, A. K., Cha, D., Lee, G. S., Kim, M. J., Skidmore, G., Lee, J. S. A sub-micron metallic electrothermal gripper. // Microsystem technologies, 2010, v. 16(3), pp. 367-373.
  8. Shelyakov, A. V., Sitnikov, N. N., Koledov, V. V., Kuchin, D. S., Irzhak, A. I., Tabachkova, N. Y. Melt-spun thin ribbons of shape memory TiNiCu alloy for micromechanical applications. // International Journal of Smart and Nano Materials, 2011, v. 2(2), pp. 68-77.
  9. Zakharov, D., Lebedev, G., Koledov, V., Lega, P., Kuchin, D., Irzhak, A., Shavrov, V. An enhanced composite scheme of shape memory actuator for smart systems. // Physics Procedia, 2010, v. 10, pp. 58-64.
  10. Афонина, В. С., Коледов, В. В., Шавров, В. Г., Дикан, В. А., Иржак, А. В., Каманцев, А. П. Двуслойный композит на основе материала с эффектом памяти формы, полученный при помощи направленной аморфизации ионным пучком.// Журнал радиоэлектроники [электронный журнал]. 2015. N 1. URL: http://jre.cplire.ru/jre/jan15/20/text.html.
  11. Anderson R. M. Comparison of FIB TEM specimen preparation Methods//Microscopy and Microanalysis, 2002, v. N. S02, pp. 44-45.
  12. Stevie, F. A., Vartuli, C. B., Giannuzzi, L. A., Shofner, T. L., Brown, S. R., Rossie, B., Purcell, B. M. Application of focused ion beam lift-out specimen preparation to TEM, SEM, STEM, AES and SIMS analysis. // Surface and interface analysis, 2001. V. 31(5), pp. 345-351.
  13. Akatyeva, K., Afonina, V., Albertini, F., Krasnoperov, E., Shavrov, V. Shape memory effect in microsized samples of rapidly quenched ferromagnetic alloy Ni-Mn-Ga. //Solid State Phenomena. 2012, v. 90, pp. 295-298.