Эволюция структуры и механизм термического разрушения многослойных композиций C/Si

Abstract

Исследована структура и фазовый состав многослойных периодических композиций C/Si при помощи малоугловой рентгеновской дифракции, просвечивающей электронной микроскопии и Рамановской спектроскопии при температурах 50—1050 °C. В исходном состоянии композиция C/Si представляет собой аморфные слои углерода и кремния, разделенные аморфными перемешанными зонами различной плотности. С ростом температуры происходит изменение периода композиции вследствие роста зон и графитизации углерода. При 700 °C начинается кристаллизация кремния. При 800 °C на основе кристаллического кремния формируется кристаллический SiC кубической модификации. При 900—1000 °C происходит разрушение периодической структуры композиции.

Досліджено структуру та фазовий склад багатошарових періодичних композицій C/Si за допомогою малокутової рентгенівської дифракції, просвічувальної електронної мікроскопії та Раманівської спектроскопії при температурах 50—1050 °C. У початковому стані композиція C/Si є аморфними шарами вуглеця та кремнію, розділеними аморфними змішаними зонами різної густини. Зі зростанням температури відбувається змінення періоду композиції внаслідок зростання зон та графітизації вуглецю. При 700 °C починається кристалізація кремнію. При 800 °C на основі кристалічного кремнію формується кристалічний SiC кубічної модифікації. При 900—1000 °C відбувається руйнування періодичної структури композиції.

Structure and composition of C/Si periodical multilayers were investigated by means of low-angle X-ray diffraction, transmission electron microscopy and Raman spectroscopy at temperatures within 50—1050 °C range. In as-deposited state C/Si multilayer presents amorphous carbon and silicon layers divided by amorphous intermixing layers of different density. As the temperature increases, multilayer period changes as a result of increase of intermixing layers and carbon graphitization. At 700 °C silicon crystallization begins. At 800 °C crystalline SiC of cubic modification forms on basis of crystalline silicon. At 900—1000 °C destruction of multilayer periodical structure takes place.