本发明专利技术提供了一种在Cu/Ti薄膜表面生成枝晶图案的方法，首先采用磁控溅射法在Si（100）基底上制备Cu/Ti/Si薄膜，然后采用快速热处理设备在氩气氛围内对样品进行快速退火，退火温度大于600℃，保温一定时间后，随炉冷却，得到枝晶图案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料
,涉及纳米材料的制备,具体涉及到Cu/Ti薄膜枝晶图案的制备方法。
技术介绍
随着表征技术的发展，现已证明薄膜生长的 随机过程存在着自相似性，因而其生长也具有分形特征。在非平衡条件下，如团聚和电沉积过程中，会有复杂的枝晶图案生成。枝晶结构也是分形结构的一种。Cu和Cu的化合物，采用一定的制备方法，也能够产生枝晶图案，例如，Cu在水热法中能形成类似灌木丛的枝晶图案，Cu和S在水浴中通过反应能够形成花状的枝晶图案等。作为典型的金属材料，Cu/Ti薄膜系统引起了广泛的研究。在一定的退火条件下，Cu/Ti薄膜系统会发生多种物理和化学现象，如Cu与Ti能发生固溶，Cu与Ti发生固相反应生成金属间化合物，Cu会发生团聚产生岛状颗粒等。但是，对于在退火条件下Cu/Ti薄膜表面产生枝晶图案的现象，现在还未见报道。
技术实现思路
本专利技术提供了一种在退火条件下在Cu/Ti薄膜表面生成枝晶图案的方法。为达到上述目的，本专利技术采用了以下技术方案制备Cu/Ti/Si薄膜室温下，在Si ( 100)基底上采用磁控溅射法依照次序连续溅射Ti膜和Cu膜，制备Cu/Ti/Si薄膜；快速退火采用快速热处理设备在氩气氛围内对Cu/Ti/Si薄膜进行快速退火，退火温度大于600°C，退火升温时间不大于10分钟，退火后随炉冷却至室温，得到枝晶图案。所述退火的保温时间不小于2分钟。本专利技术的有益效果体现在本专利技术首先采用磁控溅射在基底上连续溅射Ti膜和Cu膜得到Cu/Ti/Si薄膜，然后对Cu/Ti/Si薄膜进行快速退火，最终在薄膜表面生成了枝晶图案。所得的枝晶图案具有一定的取向性，其定向生长的分枝呈线状，能够为定向生长纳米线提供一个新的思路；定向生长的分枝能够为电子、光的传播提供通道，可作为制备微电子联接导线、光波导元器件的方法。附图说明图1为800°C退火条件下，具有枝晶图案的Cu/Ti膜的XRD图；图2为Cu/Ti薄膜枝晶图案的扫描电子显微镜(SEM)图。具体实施例方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例—种Cu/Ti薄膜表面枝晶图案的制备工艺,具体步骤如下硅片清洗采用单面抛光(100)硅片作为基底，溅射前，分别用丙酮、无水乙醇、去离子水超声清洗十五分钟，然后烘干半小时。派射采用美国Denton Vacuum公司生产的Explorer 14派射机制备Cu/Ti薄膜；将Cu靶材和Ti靶材分别安装在两个直流溅射靶枪上，两个靶材的纯度均为99. 999%。溅射前将清洗干净的硅片放入溅射腔内，抽真空至2 X 10_5Pa。采用连续溅射方式，先在硅片上溅射Ti膜，然后再溅射Cu膜，Cu和Ti的溅射功率分别为99w和105W，溅射速率分别为0.4nm/s和0. 12nm/s。控制派射时间，制备90nmCu/20nmTi/Si薄膜(样品)。 快速退火采用RTP-500型快速热处理设备在氩气氛围内对样品进行快速退火。退火温度为800°C，退火升温时间为60s，保温时间为30分钟，然后随炉冷却。退火温度的上限以不融化样品为准。退火温度小于600°C时，不会产生枝晶图案。枝晶图案产生的主要原理为Cu与Ti反应产生金属间化合物Cu3Ti,Cu3Ti在薄膜表面定向分布形成枝晶图案。退火保温时间过短，则不会产生枝晶图案，因为Cu与Ti之间反应生成的Cu3Ti化合物的数量少，不足于在表面形成枝晶图案。参见图1，在800°C退火温度下，样品的XRD图上未见Ti的衍射峰，说明Ti呈非晶态；Ti同基底Si反应，生成TiSi，出现了 Cu (111)和Cu (200)的衍射峰，对比二者的强度，可以得到Cu呈(111)择优生长；Cu与Ti反应生成了 Cu3Ti化合物，且其衍射峰强度最强，含量最高；此外，Cu还能穿过Ti与基底Si形成Cu3Si化合物。本实施例在Cu/Ti薄膜表面制备得到的枝晶图案参见图2。以上所述，仅为本专利技术的一种具体实施方式，但本专利技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
的技术人员在本专利技术所披露的技术范围内，根据本专利技术的技术方案及其专利技术构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本专利技术的保护范围之内。权利要求1.，其特征在于包括以下步骤制备Cu/Ti/Si薄膜室温下，在Si基底上采用磁控溅射法依照次序连续溅射Ti膜和 Cu膜，制备Cu/Ti/Si薄膜；快速退火采用快速热处理设备在氩气氛围内对Cu/Ti/Si薄膜进行退火,退火温度大于600°C，退火升温时间不大于10分钟，退火后随炉冷却至室温，得到枝晶图案。2.根据权利要求1所述，其特征在于所述退火的保温时间为不小于2分钟。全文摘要本专利技术提供了，首先采用磁控溅射法在Si(100)基底上制备Cu/Ti/Si薄膜，然后采用快速热处理设备在氩气氛围内对样品进行快速退火，退火温度大于600℃，保温一定时间后，随炉冷却，得到枝晶图案。文档编号C23C14/58GK102994953SQ20121051333公开日2013年3月27日 申请日期2012年12月3日 优先权日2012年12月3日专利技术者蒋庄德, 林启敬, 杨树明, 王琛英 申请人:西安交通大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种在Cu/Ti薄膜表面生成枝晶图案的方法，其特征在于：包括以下步骤：制备Cu/Ti/Si薄膜：室温下，在Si基底上采用磁控溅射法依照次序连续溅射Ti膜和Cu膜，制备Cu/Ti/Si薄膜；快速退火：采用快速热处理设备在氩气氛围内对Cu/Ti/Si薄膜进行退火，退火温度大于600℃，退火升温时间不大于10分钟，退火后随炉冷却至室温，得到枝晶图案。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋庄德，林启敬，杨树明，王琛英，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。