Uma equipe de pesquisadores da Siberian Federal University (SFU) obteve filmes finos de cobre / ouro e ferro / paládio e estudou as reações que ocorrem ao aquecê-los. Conhecendo esses processos, os cientistas poderão melhorar as propriedades dos materiais usados ​​atualmente na microeletrônica. O estudo foi publicado no Journal of Solid State Chemistry .

Materiais baseados em filmes finos de metal são amplamente usados ​​em microeletrônica. Os nanomateriais à base de ferro e paládio têm propriedades magnéticas únicas e podem ser usados ​​para o registro magnético de alta densidade de informações. Um dos principais fatores que afetam as propriedades dos materiais de filme fino é a alteração da composição da fase como resultado de reações químicas e realinhamento da estrutura atômica. O trabalho dos pesquisadores cobre reações de fase sólida em filmes finos de metal de duas camadas - cobre / ouro (Cu / Au) e iro / paládio (Fe / Pl).

Os cientistas obtiveram os filmes Cu / Au e Fe / Pd no centro de uso comum SFU. Para fazer isso, eles usaram o método de deposição de feixe de elétrons em alto vácuo, isto é, evaporou a liga usando um feixe de elétrons e depois a depositou em uma base de transporte como uma camada fina. A espessura da camada pode ser regulada. Após a obtenção dos filmes, os cientistas fizeram um experimento para estudar o curso das reações químicas na região de interface dos elementos iniciais. Para que as reações ocorram, os materiais tinham que ser aquecidos a altas temperaturas, o que era feito diretamente na coluna de um microscópio eletrônico de transmissão. A equipe usou um porta-amostras especial que permitiu o aquecimento controlado de cada amostra desde a temperatura ambiente até 1, 000 ° C. Junto com o aquecimento, a equipe registrou imagens de difração de elétrons e mediu a temperatura. Assim, os cientistas conseguiram combinar o início da reação e o registro das mudanças em uma reação de fase sólida dentro de um experimento e para garantir a alta precisão dos dados.

"Estabelecemos o valor do parâmetro de ordem de longo alcance e a temperatura da transição ordem-desordem em fases atomicamente ordenadas formadas no curso da reação. Os átomos de tais fases formam estruturas ordenadas de certas formas. Também sugerimos um mecanismo para a formação de tais estruturas ordenadas. Por exemplo, no caso do sistema Cu / Au demonstramos como a difusão mútua de cobre e ouro nos estágios iniciais da reação leva ao refinamento dos grãos dos materiais iniciais e à formação de nanocristalitos em solução sólida de Cu-Au dentro do material. Mais tarde, uma nova estrutura ordenada ocorre e começa a crescer com base nesses componentes, "explica Evgeny Moiseenko, um co-autor do trabalho, candidato de física e matemática, e assistente de pesquisa na SFU.

O trabalho dos cientistas ajudará a identificar as características dos sistemas de filme fino estudados que podem ser usados ​​no projeto de dispositivos microeletrônicos.