Формирование атомно-упорядоченной структуры в процессе твердофазной реакции в тонких пленках Fe/Pd

Проведены in situ электронно-микроскопические и электронографические исследования процессов формирования атомно-упорядоченной структуры L1₀-FePd при твердофазной реакции в двухслойных тонких пленках Fe/Pd. Слои железа и палладия в исходном состоянии представляли собой в основном когерентно-ориентированные кристаллиты с ориентационным соотношением α-Fe (001)[110] || Pd (001)[100]. Установлено, что твердофазная реакция между слоями железа и палладия в процессе термического нагрева со скоростью 4‑8 °С/min начинается с формирования твердого раствора FePd при »390 °С, при 430 °С наблюдается формирование атомно-упорядоченной структуры L1₀-FePd. Показано, что при медленной скорости нагрева (4‑8 °С/min) структура L1₀-FePd формируется с ориентацией [001] относительно плоскости пленки (Рис. 1а), а при быстрой скорости нагрева (50 °С/min) с  ориентациями [100], [010], [001] (Рис. 1б). Предположено, что в случае медленного нагрева (со скоростью 4-8 °С/min) формирование атомно-упорядоченной структуры L1₀‑FePd с ориентацией [001] обусловлено низкой скоростью роста кристаллитов L1₀‑FePd и компенсацией внутренних напряжений, возникающих в процессе роста кристаллитов, за счет границ зерен. В случае быстрого нагрева (со скоростью 50 °С/min) с последующим отжигом, а также отжига из атомно-неупорядоченного состояния, вследствие высокой скорости роста кристаллитов L1₀‑FePd компенсация внутренних напряжений, возникающих в процессе роста, происходит за счет формирования кристаллитов с различными ориентациями: [100], [010], [001].

Рис.1. Картины дифракции электронов, полученные от пленки FePd с преимущественной ориентацией кристаллитов L1₀-FePd: [001] (a), и [100], [010], [001] (b)

1. Моисеенко Е.Т., Алтунин Р.Р., Жарков С.М. "Формирование атомно-упорядоченной структуры типа L1₀ с ориентацией [001] в процессе твердофазной реакции в двухслойных тонких пленках Fe/Pd" // Физика Твердого Тела, 2017, Т. 59, Вып. 6, С. 1208-1213.