Evaluation of the temperature stability of a Cu/Ni multilayer

The article presents investigation results for a Cu/Ni multilayer as annealed in the temperature range of 40 ÷300 degree Celsjus The Cu/Ni multilayer with a Cu sublayer thickness of 2 nm and an Ni sublayer thickness of 6 nm was fabricated by the magnetron deposition technique. The X-ray structural analysis, XRD, was employed for examination. The characterization of the multilayer before and after the annealing process was done by the measurement of the texture for the Cu/Ni(111) plane, as well as by topography examination on an atomic force microscope (AFM). The state of the multilayer surface were observed using a scanning electron microscope. The thermal stability tests showed that the multilayer had undergone delamination at temperature of 300 degree Celsjus . Up to this temperature, the multilayer retained clear phase boundaries, as confirmed by the presence of satellite peaks in the diffraction patterns. The annealing operation caused structural changes in the multilayer, such as grain growth and an increase in roughness and texture.

W artykule zaprezentowano wyniki badan wielowarstwy Cu/Ni wygrzewanej w zakresie temperatur 40÷300 stopni Celsjusza. Wielowarstwę Cu/Ni, o grubości podwarstwy Cu równej 2 nm i grubości podwarstwy Ni wynoszącej 6 nm, wytworzono technika osadzania magnetronowego. Do badań zastosowano rentgenowską analizę strukturalna XRD. Charakterystyki wielowarstwy przed i po procesie wygrzewania dokonano poprzez pomiar tekstury dla płaszczyzny Cu/Ni(111) jak również badania topografii na mikroskopie sił atomowych Veeco. Stan powierzchni wielowarstwy badano przy użyciu elektronowego mikroskopu skaningowego Jeol. Badania stabilności temperaturowej wykazały, że wielowarstwa uległa delaminacji w temperaturze 300 stopni Celsjusza. Do tej temperatury wielowarstwa zachowała wyraźne granice międzyfazowe, co potwierdzone zostało obecnością pików satelickich na obrazach dyfrakcyjnych. Wygrzewanie wywołało zmiany strukturalne w wielowarstwie, tj. rozrost ziaren, zwiększenie chropowatości i tekstury.