Határfelületek kialakulása és mozgásának vizsgálata nanoskálán = Formation and investigation of interface moving in nanoscale

A multiréteges szerkezetek jelentős szabadenergia felesleggel rendelkeznek. Ennek legfőbb forrásai a határfelületek energiái, feszültségek és az a kémiai energia többlet, amely a réteges szerkezet és az összekevert rendszer vagy a réteges szerkezet és a reakciótermékeket tartalmazó állapot között van. Mindezek magyarázzák azt, hogy a multirétegek hajlamosak a különböző szerkezeti átalakulásokra, transzformációkra. A pályázatban a nanoméretű multirétegekben lejátszódó szilárdtest reakciók, illetve diffúziós folyamatok néhány fontos alapkérdésével foglalkoztam. Vizsgáltuk a diffúziós együttható erős koncentráció függéséből származó diffúziós nem-linearitásokat, a diffúziós keveredés és a spinodális bomlás/szegregáció kölcsönhatását, kalkogenid multirétegekben az optikai tulajdonságok változását. Kalkogenid multirétegek előállítása során kidolgoztunk egy eljárást, mellyel a termikus párologtatással előállított mintáknál jelentősen jobb és élesebb határfelületekkel rendelkező rétegeket lehet készíteni. Az így előállított Se0.6Te0.4/SiOx multirétegeben lézer fénnyel történő megvilágítás hatására szemcseméret növekedés volt figyelhető meg, mely jelentősen megváltoztatta a rétegek optikai tulajdonságait adattároló lemezek esetében e jelenség gyors írásra adva lehetőséget. | The multilayers as artificial, compositionally modulated materials are not equilibrium structures, they have significant free energy surplus. The main sources of the free energy are the energy of the interfaces, stresses and the chemical energy surplus of the modulated structures in comparison with the mixed structures. For this reason microstructural changes are expected. In the frame of this project the solid state reactions and diffusion processes on nanoscale in multilayers was investigated: the strong concentration dependence of the interdiffusion coefficients, the non-linearity of the diffusion process, and the effect of the diffusion produced on the spinodial decomposition/segregation and the changes of optical parameters in chalcogenide multilayers. We have developed the pulsed laser deposition (PLD) method for preparing multilayers from amorphous chalcogenides with improved structural characteristics (better periodicity and quality of interfaces) in comparison with thermal evaporation method. It was also established that stimulated crystallization processes in an amorphous Se0.6Te0.4/SiOx model material that easily undergo stimulated crystallization depend on the presence of matrix in the nano-layered structure which enables additional operation of the optical recording in this type of chalcogenide materials for data storage

Composition depth profile analysis of electrodeposited alloys and metal multilayers: the reverse approach

The reverse depth profile analysis is a recently developed method for the study of a deposit composition profile in the near-substrate zone. The sample preparation technique enables one to separate the deposit and a thin cover layer from its substrate, and the initial roughness of the sample is much smaller than in the conventional sputtering direction. This technique is particularly suitable to study the zones being formed in the early phase of the electrodeposition of alloys. It has been demonstrated with the reverse depth profile analysis that in many cases when one component of an alloy is preferentially deposited, an initial zone is formed that is rich in the preferentially deposited component. This phenomenon is demonstrated for Ni Cd, Ni Sn, Fe Co Ni, Co Ni and Co Ni Cu alloys. The composition change is confined to the initial 150 nm thick deposit, and it is the result of the interplay of the deposition preference and the depletion of the electrolyte near the cathode with respect to the ion reduced preferentially. The reverse depth profile analysis made it possible to compare the measured and the calculated composition depth profile of electrodeposited multilayers. It has been shown that the decay in the composition oscillation intensity in Co/Cu multilayers with the increase of the sputtering depth can be derived from the roughness measured as a function of the deposit thickness