掺杂Ti的纳米CrSi2薄膜的制备

利用多靶磁控溅射设备交替沉积 Cr、Ti 和Si层,并通过随后的真空退火处理,制备了掺杂 Ti 的CrSi2薄膜.交替沉积薄膜500℃退火2 h,薄膜中除含有(Cr,Ti)Si2相外,还有部分残留的沉积 Si 相和少量反应生成的 CrSi 相；退火时间增加,沉积 Si 相和CrSi相减少而(Cr,Ti)Si2相增多；500℃退火6 h及以上时,薄膜中仅有(Cr,Ti)Si2相.测量薄膜 X 射线衍射峰半高宽,利用谢乐公式估算薄膜平均晶粒尺寸表明,退火时间从2 h增加到8 h,薄膜中(Cr,Ti)Si2相晶粒尺寸由68 nm近似线性增加到81 nm.退火获得的(Cr,Ti)Si2薄膜具有纳米结构和(111)面单一取向.随着掺杂Ti 原子分数的增加,薄膜 X 射线衍射谱中(Cr,Ti)Si2(111)晶面衍射角逐渐向低角度方向移动,这反映(Cr,Ti)Si2相的晶格常数a 和c 逐渐增大.晶格常数的变化与掺杂Ti的原子分数近似呈线性关系,这是结构中半径较大的Ti原子替换半径较小的 Cr原子所造成的.计算分析显示,单晶 Si(100)上(Cr,Ti) Si2(111)晶面外延生长是它们的界面晶格畸变能较低的结果；Ti 原子分数增加,(Cr,Ti)Si2薄膜的(111)晶面择优取向程度下降.