초평탄 구리(111) 박막 위에 성장된 은(111) 박막의 두께에 따른 쌍결정 경계의 전개 (Development of Twin Boundaries in Ag(111) Thin Films Grown on Atomically Flat Cu(111))

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 73권 / 10호 / 801 ~ 809페이지
· 저자명 : 김수재, 이유실, 김영훈, 김선제, 김영민, 정세영

초록

쌍결정 경계 (TB)는 박막의 초기 성장 중에 필연적으로 형성되는 결함이다. 낱알 경계(GB)가 없는 박막을 성장시키는 것도 어려운 주제이지만 TB가 없는 박막을 성장하는 것은 불가능에 가깝다. GB 없이 박막을 성장하는 이상적인 경우, 박막성장 초기에 약 1012개의 TB가 2인치 기판에 나타나지만, 박막이 계속 성장함에 따라 쌍둥이 영역은 동일한 결정학적 배향을 공유하는 더 큰 영역으로 합쳐진다. 일반적인 박막성장 과정에서 엄청난 수의 TB와 GB가 모두 존재하면 이 둘을 구별하는 것이 복잡해지고 필름 두께가 증가함에 따라 달라지는 TB의 거동을 분석하기가 어렵다. 이 연구에서는 GB가 없는 단결정 Ag (은) 박막을 성공적으로 성장시켜 박막 두께가 증가함에 따라 TB의 수가 어떻게 변화하는지 조사하였다. 표면이 원자수준으로 평평한 Cu (구리)(111) 기판의 사용은 Ag 단결정 박막의 성장에 결정적으로 기여한다. 5 nm에서 40 nm 두께의 Ag 박막을 조사한 결과, 박막의 두께가 대략 80 nm에 도달하면 TB가 없는 영역에 도달할 수 있을 것으로 예상된다.

영어초록

Growing thin films without grain boundaries (GBs) is challenging. Furthermore, growing twin boundary (TB)-free thin films has been considered improbable owing to the inevitable formation of TBs during the initial growth of thin films. Initially, about 1012 TBs develop on a 2-inch substrate. Then, the twin domains merge into large ones that share the same crystallographic orientation as the film continues to grow. The presence of large numbers of TBs and GBs occurring in a typical film growth process complicates their differentiation and increases the difficulty in analyzing the behavior of TBs as the film thickness increases. A single-crystal Ag thin film was successfully grown in this study without GBs, allowing the examination of how the number of TBs changes with increasing film thickness. The use of a Cu(111) substrate with an atomically flat surface facilitates the growth of the Ag single-crystal thin film. Our investigation of Ag films ranging from 5 nm to 40 nm in thickness revealed that a region free from TBs can be achieved once the film reaches 80 nm in thickness.

참고자료

· 없음