【摘 要】
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在超高真空中用电子束蒸发在抛光的(1102)取向的蓝宝石(α-Al_2O_3)衬底上蒸镀500nm的Ti膜,在恒温炉中退火,然后用XRD(包括一般的和小角度的X射线衍射),AES(俄歇电子谱,包括
【机 构】
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清华大学材料研究所!北京100084,中国科学院半导体研究所!北京100083,中国科学院表面物理国家重点实验室!北京100080
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在超高真空中用电子束蒸发在抛光的(1102)取向的蓝宝石(α-Al_2O_3)衬底上蒸镀500nm的Ti膜,在恒温炉中退火,然后用XRD(包括一般的和小角度的X射线衍射),AES(俄歇电子谱,包括深度剖面分布和通过界面的谱形分析)和SIMS(二次离子质谱)等表面分析技术详细研究了从室温至850℃,Ti与α-Al_2O_3的固相界面反应.结果表明室温及300℃,30min退火已有反应,Al_2O_3被Ti还原而在界面析出Al.600℃,30 min退火生成了Ti_3Al和TiO_2。850℃,30 min退火时Ti_3Al的生成量即随温度而增加,并产生多种氧化钛(Ti_xO_y)和Al_2TiO_5(Al_2O_3·TiO_2)等新相.850℃,4h退火除上述各相外又生成了Ti_2Al和TiAl_3。本文首次系统地提出了不同反应温区相应的化学反应式,讨论了采用体材料数据作热力学计算来预言Ti/α-Al_2O_3界面反应的局限性。
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