Zpět
Nanostructure engineering and properties enhancement of Cu-based films by Zr and Ta alloying
| Citace: |
ZHADKO, M.; BENEDIKTOVÁ, A.; HOUŠKA, J.; ČERSTVÝ, R.; BAROCH, P.; ZEMAN, P. Nanostructure engineering and properties enhancement of Cu-based films by Zr and Ta alloying. Granada, Španělsko, 2025.18th European Congress and Exhibition on Advanced Materials and Processes (FEMS EUROMAT 2025).
|
|---|---|
| Druh: | PŘEDNÁŠKA, POSTER |
| Jazyk publikace: | eng |
| Anglický název: | Nanostructure engineering and properties enhancement of Cu-based films by Zr and Ta alloying |
| Rok vydání: | 2025 |
| Místo konání: | Granada, Španělsko |
| Autoři: | Mariia Zhadko , Ing. Anna Benediktová , prof. Ing. Jiří Houška Ph.D. , Ing. Radomír Čerstvý Ph.D. , doc. Ing. Pavel Baroch Ph.D. , prof. Ing. Petr Zeman Ph.D. |
| Abstrakt CZ: | Nanokrystalické Cu vrstvy vykazují jedinečné mechanické vlastnosti díky zvětšenému povrchu hranic zrn. Tento stav je však spojen s přebytečnou volnou energií, a tedy s nízkou tepelnou stabilitou. Naše studie se zaměřuje na tento problém prostřednictvím cíleného legování magnetronem naprašovaných Cu vrstev nízkým obsahem Zr a Ta. Vzájemná nemísitelnost a výrazný rozdíl v atomové velikosti mezi Cu a Zr nebo Ta umožňují modifikaci chemismu a struktury hranic zrn. Cu?Zr a Cu?Ta vrstvy byly připraveny za identických podmínek. Bylo prokázáno, že legování Zr a Ta silně ovlivňuje mikrostrukturu, anizotropii a funkční vlastnosti vrstev. Redistribuce legujících atomů mezi vnitřkem zrn a hranicemi zrn během depozice vede k vytvoření komplexní mikrostruktury. V důsledku toho legované vrstvy vykazují zvýšenou tvrdost při současném zachování příznivé elektrické vodivosti, což poskytuje kombinaci vlastností srovnatelnou nebo dokonce lepší než hodnoty dosud uváděné v literatuře. |
| Abstrakt EN: | Nanocrystalline Cu films exhibit unique mechanical properties due to the increased surface area of grain boundaries. However, this state is associated with excess free energy and thus low thermal stability. Our study addresses this challenge through targeted alloying of magnetron sputtered Cu films with low content of Zr and Ta. The mutual immiscibility and large atomic size mismatch between Cu and Zr or Ta enable modifications of grain boundary chemistry and structure. Cu-rich Cu?Zr and Cu?Ta films were deposited under identical conditions. It is demonstrated that alloying with Zr and Ta strongly affects the microstructure, anisotropy, and functional properties of the films. Redistribution of alloying atoms between the grain interiors and grain boundaries during deposition leads to the formation of a complex microstructure. As a result, the alloyed films exhibit enhanced hardness while maintaining favourable electrical conductivity, providing a combination of properties comparable to or even better than previously reported in the literature. |
| Klíčová slova |
Zpět