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硅油基底表面铁薄膜的生长机理及表面有序结构

张永炬 葛洪良 邬良能 崔玉建 余森江

硅油基底表面铁薄膜的生长机理及表面有序结构

张永炬, 葛洪良, 邬良能, 崔玉建, 余森江
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出版历程
  • 收稿日期:  2005-11-06
  • 修回日期:  2006-03-17
  • 刊出日期:  2006-10-01

硅油基底表面铁薄膜的生长机理及表面有序结构

  • 1. (1)台州学院物理系,临海 317000;浙江大学物理系,杭州 310027; (2)中国计量学院物理系,杭州 310018; (3)中国计量学院物理系,杭州 310018;浙江大学物理系,杭州 310027
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:20571067)和浙江省教育厅科研项目(批准号:20040288)资助的课题.

摘要: 利用直流溅射方法在液体基底(硅油)表面成功制备出金属铁薄膜系统,研究了其生长机理及特征的表面有序结构.实验发现铁薄膜的生长过程与液相基底表面非磁性金属薄膜的情况类似,基本服从二阶段生长模型.连续铁薄膜中可观测到尺寸巨大的圆盘形有序结构,其生长演化与溅射功率、沉积时间和真空环境中的生长时间等实验条件密切相关.实验证明,此类有序结构是在薄膜内应力作用下,铁原子及原子团簇在液体表面自由扩散迁移,并最终在硅油基底表面某些区域成核凝聚所致.在较大溅射功率和沉积时间条件下,圆盘外部区域的铁薄膜中形成周期分布的波纹褶皱,其波长约为10 μm,波峰基本与圆盘的边界平行.进一步研究表明:在沉积过程中,由于沉积铁原子的局域能量作用,导致硅油的表面层结构发生改变而形成一聚合物层;在随后的冷却过程中,聚合物层的强烈收缩使铁薄膜处于很大的压应力场中,促使薄膜起皱形成波纹结构.

English Abstract

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