该论文采用X-射线衍射(XRD)分析、高分辨透射电子显微术(HRTEM)、选区电子衍射(SAED)、X射线能谱分析(EDS)、电子能量损失谱(EELS)、差示热分析(DSC)和计算机模拟(EMS)等方法,对溅射Ta薄膜和联合溅射Cu-Ta薄膜的显微结构进行了细致的研究,主要的研究结果如下:联合溅射Cu-Ta薄膜的研究结果:联合溅射Cu-Ta薄膜可以形成很好的"X-射线非晶".但TEM观察表明,"X-射线非晶"的Cu-Ta薄膜存在纳米尺度的成分和结构不均匀,具有两种不同的相分离形态特征,一种是非晶基体上含有直径为7nm的Cu纳米晶粒,另一种是非晶基体上含有不同衬度的非晶"颗粒",后者的比例大约为20-30％.微区成分分析表明发现样品中Cu含量的不同是造成两种形态特征差异的原因.在Cu含量较少的区域,样品中存在两种不同衬度的非晶,第二相"颗粒"以非晶的形态存在,而Cu含量进一步增加时,Cu会发生形核与长大,最终"颗粒"以Cu纳米晶粒的形态存在.电子束辐照表明,联合溅射Cu-Ta薄膜非晶基体上的Cu颗粒在电子束辐照时不稳定,会发生相对的平移和转动,但Cu颗粒不长大,同时非晶基体具有较好的稳定性.采用DSC和TEM对联合溅射Cu-Ta薄膜的晶化行为进行的研究表明,520℃退火后,Cu可以通过短距离扩散发生晶化,从而使得非晶基体中的Cu纳米晶粒显著增加,但Cu晶粒不发生长大.溅射Ta薄膜的研究结果:溅射Ta薄膜为亚稳的β-Ta,具有[001]织构取向.计算模拟表明,不能用[001]晶向的电子衍射谱和高分辨像来判断溅射薄膜的β-Ta所属的空间群是P4<,2>/mnm或P42<,1>m,但可以从[100]晶向或[110]晶向的电子衍射谱来判断β-Ta所属的空间群.用二次衍射效应解释了[001]晶向实验电子衍射谱和模拟电子衍射谱巨大差异的原因.另外,在溅射Ta薄膜中发现了一些特殊区域和缺陷结构,如片层结构区,纳米晶区等.特别地,在样品中发现大量的堆垛层错,这些堆垛层错的微观结构既可以是平直的,也可以是弯曲的.