2 结果与分析
2.1 微观结构
图 2 所示为不同调制比 Cu/Nb 多层膜(λ=50 nm)的 XRD 谱。Cu 层呈现(111)和(200)的取向,而 Nb 层具有(110)择优取向。随着调制比 η 的减小,Nb(110)减弱为漫散峰,呈 现纳米晶的结构特征。其 中Nb(110)峰往小角度方向偏移,而 其他峰的偏移情况并不明显。这主要是由于 Cu 的原子体积(7.1 cm 3 /mol)明显小于Nb的原子体积(10.87 cm3 /mol),在 Cu往Nb层上溅射的过程中,Cu 原子会不可避免地进入Nb 的晶格中,造成Nb层中原子间距增大,从 而导致Nb(110)衍射峰往小角度方向偏移,因 此在界面处会出现一定厚度(约1.5 nm)的混合层 [15−16] 。
图 3 所示为 Cu/Nb 多层膜截面的 TEM 像和相应的选区电子衍射斑(SADP)。多层膜各层均匀连续、相互交替,具有良好的周期调制结构(其中深色区为 Cu层,浅色区为 Nb 层)。其中 Cu 层呈柱状纳米晶,Nb层呈极细小的纳米晶。晶粒尺寸随着单层厚度的减小而减小。从 SADP(见图 3 中插图)可以看出,Cu 层呈现(111)择优取向,Nb 层呈现(110)择优取向,与XRD谱的结果相符。