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Erschienen in: Journal of Materials Science 7/2013

01.04.2013

Copper crystals on the (11\(\bf{\bar{2}}\)0) sapphire plane: orientation relationships, triple line ridges and interface shape equilibrium

verfasst von: Stefano Curiotto, Harry Chien, Hila Meltzman, Stephane Labat, Paul Wynblatt, Gregory S. Rohrer, Wayne D. Kaplan, Dominique Chatain

Erschienen in: Journal of Materials Science | Ausgabe 7/2013

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Abstract

The orientation relationships (ORs) of copper crystals on a \( (11\bar{2}0) \) sapphire substrate equilibrated at 1253 K are presented. They barely depend on the procedures used in sample preparation, i.e. dewetting of a copper film in the liquid state or in the solid state. The most frequent OR found is Cu(111) || Al2O3 \( (11\bar{2}0) \) and Cu\( [1\bar{1}0] \) within few degrees from Al2O3[0001]. A secondary, lower frequency OR is also observed: Cu(001) || Al2O3 \( (11\bar{2}0) \) with Cu\( [1\bar{1}0] \) within a few degrees from either Al2O3 \( [1\bar{1}00] \) or Al2O3[0001]. These ORs do not follow the Fecht and Gleiter model which proposes that dense directions of the metal should align with dense directions of the oxide. On annealing, even at a temperature about half of the melting point of sapphire, fast diffusion of sapphire at the copper/sapphire interface is observed: the copper particles tend to achieve their interfacial equilibrium shapes by sinking into the substrate, and sapphire ridges form at the triple line. Finally, it is shown that the Cu(111) || Al2O3 \( (11\bar{2}0) \) interface remains flat at the atomic scale, and is therefore part of the copper/sapphire equilibrium interfacial shape.

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Metadaten
Titel
Copper crystals on the (110) sapphire plane: orientation relationships, triple line ridges and interface shape equilibrium
verfasst von
Stefano Curiotto
Harry Chien
Hila Meltzman
Stephane Labat
Paul Wynblatt
Gregory S. Rohrer
Wayne D. Kaplan
Dominique Chatain
Publikationsdatum
01.04.2013
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science / Ausgabe 7/2013
Print ISSN: 0022-2461
Elektronische ISSN: 1573-4803
DOI
https://doi.org/10.1007/s10853-012-7080-0

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