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以高顯像能電子顯微鏡來研究Cu/MgO之界面原子結構
Thesis

以高顯像能電子顯微鏡來研究Cu/MgO之界面原子結構

邱希楷
Masters, National Tsing Hua University
1992

Abstract

高顯像能電子顯微鏡 銅/氧化鎂 界面結構 HRTEM Cu/MgO Interface structure
在許多工程的領域裡,諸如:高溫引擎、電子元件構裝、薄膜技術、金屬/ 陶瓷複合材料、保護鍍層等,金屬 / 陶瓷界面都扮演著十分重要的角色;在金屬/ 陶瓷界面附近的原子結構以及原子間的相互作用往往決定了界面的性質,而且在界面上這兩種不同的金屬鍵以及離子鍵是以怎樣的方式互相結合,是我們極感興趣的。目前有關晶界方面的理論大致可分為兩層次:即界面差排及界面原子結構,其中CSL及O-lattice理論屬於差排的層次;而另一個有關晶界的觀念則為結構單元,是屬於原子層次。這些理論對於晶界的解釋而言都是很有用的,然而它們是否也能同樣適用於異相界面目前則沒有定論,在本文中我們將以Cu/MgO為例,探討這些理論在異相界面的適用性。 @ 本實驗以內部氧化法於Cu基底中得到析出物MgO,它們之間是屬於cube-on-cube的方向關係。Cu/ (111)MgO界面有具週期性的差排出現,其週期與O-Lattice 理論所計算的結果相符合,差排的應變場相當局部化,且是由一組交錯的差排網路貢獻而來。由影像模擬的結果,我們發現MgO是以O原子構成終結平面,且界面是由經扭曲的氧化亞銅結構單元所構成。在 Cu/MgO兩個 {111}面的會合處,有疊差射出,並有 junc- tion dislocation出現,其Burgers vector 為1/6<112>;在兩個{111}面會合處的附近且有step出現,此step 具有 " coherencydislocation " 的特徵,其有效的 Burgers vector 為 2/25[111]。此外,我們也發現到由Cu與MgO相疊而形成的Moire fringe。

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