Kinetics of Growth of Lithium Niobate Films on a Nonorienting Substrate in Radio-Frequency Magnetron Sputtering Process / V.A. Dybov, D.V. Serikov, G.S. Ryzhkova, A.A. Polovinkin

Секция 4. Формирование наноматериалов и наноструктур = Section 4. Formation of Nanomaterials and NanostructuresВ работе были получены пленки ниобата лития на неориентирующей подложке в процессе высокочастотного магнетронного распыления для исследования их на начальных стадиях роста методом просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что структурно-морфологические изменения в процессе роста являются результатом островкового зарождения и последующей коалесценции; рост исследуемых покрытий после стадии зарождения происходит, в первую очередь, за счет роста имеющихся островков, а не образования новых, что свидетельствует об относительно большой подвижности адатомов растущего материала. Установлено, что на начальной стадии роста в среде Ar+O2 в условиях воздействия плазмы вч разряда в процессе ВЧМР на неориентирующей подложке наблюдается формирование островковой пленки LN с двухосной текстурой, ориентированной плоскостью 11-20 вдоль поверхности подложки.Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ, проект № 18-33-00836.In this work, lithium niobate films with a thickness of up to 0.1 μm by the process of radio-frequency magnetron sputtering (RFMS) of a single-crystal LiNbO3 target on a substrate heated to 550 °C (process time 0.5–7 min). Si-amorphous SiO2 -film film of amorphous carbon was used as a substrate have been obtained. RFMS was performed in Ar medium and Ar + O2 mixture (the fraction of O2 content in the mixture was 20%) at a specific radio-frequency discharge power of 15–30 W / cm2, placing the substrates above and away from the target erosion zone. LiNbO3 coatings at the initial stages of growth have been studied using transmission electron microscopy (TEM) on a ZEISS Libra 120 instrument. To perform the TEM analysis, the following sample preparation method was used (separating the island film from the substrate). Si-amorphous SiO2 -film film of amorphous carbon was used as a substrate. After the RFMS process, another film of amorphous carbon was deposited on the obtained lithium niobate films, resulting in a sandwich structure of C (amorph.) - LN-C (amorph.), Which was then separated from the SiO2 surface in a H2O + HF solution. It has been established that the structural-morphological changes in the growth process are the result of island nucleation and subsequent coalescence; The growth of the investigated coatings after the nucleation stage occurs, first of all, due to the growth of existing islands, rather than the formation of new ones, which indicates a relatively high mobility of adatoms of the growing material. It has been established that at the initial stage of growth in an Ar + O2 medium under conditions of plasma exposure to an rf discharge during RFMS on a non-orienting substrate, the formation of an island LN film with a biaxial texture oriented by a plane 11-20 along the substrate surface is observed