Rezumat Teza Doctorat Casapu C. [618872]

UNIVERSITATEA DIN BUCURE ȘTI
FACULTATEA DE FIZICĂ
ȘCOALA DOCTORALĂ DE FIZICĂ

TEZĂ DE DOCTORAT

CARACTERIZAREA UNOR STRATURI
SUBȚIRI METALICE OBȚINUTE PRIN
EVAPORARE TERMICĂ ÎN VID ȘI
METODA TVA

Conducător doctorat,
Prof.univ.dr. VICTOR CIUPINĂ

Doctorand: [anonimizat]
2011

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

2

MULȚUMIRI

Finalizarea tezei de doctorat care se încheie o etapă importantă din pregătirea
mea profesională, se datorează mai ales celor care m -au ajutat și mi -au fost
alături.

Domnului profesor univ ersitar doctor Victor Ciupină , conducă torul meu
știițific, îi mulțum esc pentru ajutorul necondiționat și răbdarea de care a dat
dovadă în decursul ani lor de doctorat.

Domnului lector doctor Gabriel Prodan îi mulțumesc pentru înțelegerea și
sprijinul acordat în acestă perioadă și pentru ajutor în ceea ce privește analizele
de microscopie electronică prin transmisie.

Doamnei conferențiar doctor Rodica Vlădoiu îi mulțumesc pentru onoarea ce
mi-a făcut acceptând propunerea de a face parte din comisi a de sus ținere.

Domnului cercetător științific gradul I doctor Eugeniu Vasile și echipei de la
METAV Cercetare -Dezvoltare București le mulțumesc pentru pentru încrederea,
susținerea și ajutorul acordate în elaborarea și redactarea tezei de doctorat.

Domnului cercetător științific gradul I doctor Cristian Lungu și echipei sale,
le mulțumesc pentru ajutorul acordat atât de necesar pentru finaliz area părții
experimentale a acestei lucrări.

Mulțumesc părinților mei ș i îndeosebi soțului meu Sorin care m -a înțeles și
m-a sprijinit pe întreaga perioadă.

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

3

CUPRINS

CAPITOLUL 1
INTRODUCERE
1.Introducere…………………………………………………………………………….. pag. 5

CAPITOLUL 2
STRATURI SUBȚIRI METALICE

2.1. Caracteristicile elementelor chimice aluminiu, n ichel, cobalt,fier, molibden, cupru și
mangan… ……………………………………………………………………………………. ……………… ……..pag.11
2.2. Proprietăți ale unor straturi subțiri de NiFe prezentate în lteratura de sp ecialitate… ..pag.19
2. 3 Propr ietăți magnetice ale straturilor subțiri metalice…………………………….. …pag.20
2.4 P roprietăți electrice ale stra turilor subțiri metalice………………………………… …pag.26
2.5 Proprietăți optice ale stra turilor subțiri metalice…………………………… ….………pag.27

CAPITOLUL 3
TEHNICI DE DEPUNERE ALE STRATURILOR SUBȚIRI METALICE

3.1.Obținerea starturilor subțiri prin evaporare termică în vid………………………………….. ..pag.37
3.1.1 Evaporarea termică prin ablație laser…………………………… ……………..pag. 43
3.2. Obținerea straturilor subțiri prin pulverizare termică…………………… ……………………..pag.44
3.2.1 Echipamente utilizate la pulverizare termică cu flacără…………………………pag. 45
3.2.2 Echipamente utilizate la pulve rizarea termică în arc electric ….. ………………pag. 45
3.3. Obținerea straturilor subțiri prin metoda arcului termionic în vid (TVA)…………… …pag.50
3.3.1 Evaporarea materialului anodului…..……………………………………………pag. 50
3.3.2 Aprinderea arcului………… …………………………………………………….pag. 52
3.3.3 Descrierea metodei TVA……………………………….…………………….….pag. 54

CAPITOLUL 4
EFECTE ÎNTÂLNITE
ÎN STRATURI SUBȚIRI METALICE

4.1. Efectul AMR în straturi subțiti metalice…………….………………… ……………………..pag.59
4.2. Efectul GMR în straturi subțiri metalice………………..………………….. ……………….pag.59
4.3.Efectul TMR în straturi subțiri metalice………………………………. ……………………..pag.66

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

4

CAPITOLUL 5
TEHNICI EXPERIMENTALE DE INVESTIGARE A STRATURILOR
SUBȚIRI

5.1 Studiul structurii straturilor subțiri…………………… ………………………………………pag.67
5.2 Studiul structurii straturilor subțiri prin difracție de radiație de radiație X……………..pag.67
5.3 Studiul structurii straturilor subțiri prin microscopie electronică prin transmisie…….pag.69
5.4 Studiul structurii straturilor subțiri prin microscopie electronic ă cu scanare…………pag.75
5.5 Studiul topografiei suprafeței prin microscopie de forță atomică…………… ……………..pag.76

CAPITOLUL 6
REZULTATE EXPERIMENTALE

6.1. C aracterizarea morfologic ă și structurală a straturilor subțiri metalice obținute prin
evaporare termică în vid ………………………………………………………………….. …………………..pag.8 0
6.1.1 Straturi subțiri de NiFe depuse pe substrat de MgO…………………………………… pag. 80
6.1.2 Straturi subțiri de AlNiCo 5 depuse pe suport de sticlă………………………………… pag. 86
6.1.3 Straturi subțiri de AlNiCo 10 depuse pe suport de sticlă………………………………. pag. 97
6.1.4 Straturi subțiri de AlNiFe 10 depuse pe suport de sticlă……………………………… pag. 109

6.2. Caracterizarea morfologic ă și structurală a straturilor subțiri metalice obținute prin
metoda TVA (Thermionic Vacuum Arc)……………………………………………………………….pag.120
6.2.1 Straturi subțiri de Mo/Fe+Ni/Mo depuse pe suport de sticlă………. ……………. pag. 120
6.2.2 Straturi subțiri de Mo/Fe+Ni/Mo depuse pe suport de siliciu……………………. pag. 130
6.2.3 Straturi subțiri de Mo/FeCo/Cu/FeCo/Fe+Mn/Mo depuse pe suport de
sticlă……………………. ………………………………………………………………………………………… pag. 137
6.2. Straturi subțiri de Mo/FeCo/Cu/FeCr/Fe+Mn/Mo depuse pe suport de
sticlă………………………………………. ……………………………………………………………………… pag. 151

CAPITOLUL 7
CONCLUZII
7.1. Concluzii……………… ……………………………………………………………pag.161

Bibliografie………………………………………………………………. ………………… …………………….pag.165

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

5

Straturile subțiri sunt utilizate în numeroase dom enii ale științei și tehnicii: o glinzile
optice speciale, detectoarele de radiații, barometrele, bateriile solare, tensiometrele,
dispozitivele optoelectronice .
În general, proprietățile fizice și str ucturale ale straturilor subțiri sunt aceleași cu cele ale
materialului masiv. Există însă deosebiri în ceea ce privește proprietățile elastice ca
electroconductibilitatea, mobilitatea purtătorilor sau pot apărea noi forme structurale.
Mediul de luc ru este unul dintre factorii de bază ai depunerilor, influențând direct
compoziția, structura și calitatea straturilor depuse.
Calitatea stratului subțire depus pe o suprafață depinde puternic de metoda de acoperire
folosită. De exemplu, la depunerea de energie mică, atomii neutri ai materialului de acoperire
se fixează în punctul de incidență, respectiv pe vârful stratului depus. Datorită lipsei
mobilității atomilor rezultă un strat de densitate slabă, plin de goluri și impurități. O creștere a
mobil ității atomilor poate fi obținută crescând temperatura substratului, filmul având în acest
caz structuri policristaline de mărimi mari la temperaturi ridicate.
Lucra rea este structurată pe șase capitole, după cum urmează:
În primul capitol se pre zintă struc tura prezentei teze de doctorat.
În capitolul al doilea, denumit “ Straturi subțiri metalice ” prezintă proprietățile straturilor
subțiri metalice prezentate în literatura de specialitate, precum și caracteristicile elementelor
chimice alumin iu, nichel, cobalt, fier, molibden, cupru, mangan și crom ce se regăsesc ca și
elemente componente în structura probelor obținute.
Tehnici le de depunere a straturilor subțiri metalice sunt prezentate în cadrul capitolului al
treilea. În prezenta lucr are se vor caracteriza straturile subțiri metalice obținute prin două
metode: evaporare termică în vid și metoda TVA (Thermionic Vacuum Arc).
Procesul de obținere a straturilor subțiri metalice prin evaporare termică în vid constă în
două etape princi pale : evaporarea substanței care trebuie depusă și condensarea ei ulterioară
pe un suport adecvat. Aceste două etape principale pot fi inso țite de alte faze auxiliare :
obținerea vidului înalt, pregătirea, curățirea și degazarea suportului, prelucrarea ult erioară a
stratului condensat, etc. Pentru evaporarea termică a substanței se poate folosi efectul Joule cu
ajutorul curentului electric care să strabată fie conductorii pe care s -a depus substanța, fie să
fie confecționați chiar din materialul care urmeaz ă a fi depus. Se pot folosi și alte metode cum
ar fi: încălzirea prin curenți de înaltă frecvență, bombardamentul cu fascicul ionic, arcul

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

6
electric. Prin încălzire substanța fie se evaporă, fie sublimează ca în cazul cadmiului, zincului,
magneziului. Pentr u obținerea unui flux net de particule ale substanței evaporate în incinta de
evaporare trebuie să se obțină vid înaintat. Structura cristalină, proprietățile fizice, compoziția
și gradul de puritate al stratului subțire obținut depind de presiunea gazelor din camera de
evaporare, de urmele de oxigen, azot, etc.
În instalațiile de evaporare termică este necesară îndeplinirea următoarelor condiții :
 Presiune reziduală a gazului din incinta foarte scazută
 Viteze mari de depunere, în vederea evitării încorporă rilor de gaze
 Menținerea substratului sub o anumită temperatură limită
Problemele deosebite ale acestei metode s -ar putea rezuma astfel :
 Dimensiunea relativ redusă a sursei de particule poate conduce la o neomogenitate
pronunțată la depunerea pe suprafață mare
 La straturile obținute prin folosirea măștilor apar efectele dorite din cauza umbririlor
 Probleme de întreținere și alimentare cu energie
În acest tip de instalații se folosesc mai multe variante de ținte :
 Ținte simple (metale, oxizi, materiale cera mice)
 Ținte multiple, ce permit un control riguros al compoziției stratului depus
 Ținte mozaic, ușor de obținut în condiții de laborator și permitând modificarea rapidă
a compoziției stratului depus
Metoda TVA cuprinde două etape:
1). Evaporarea materialul ui anodului.
În condiții de vid înalt (10-5 – 10-6 mbar), sub influeța bombardamentului electronic, în
punctul de focalizare al electronilor pe suprafața anodului, se va forma o pată de topitură care
se va extinde treptat și din care se vor evap ora atomii de metal.
Energia atomilor evaporați care, conform teoriei cinetice a gazelor este egală cu
energia medie a atomilor la temperatura T nu este foarte ridicată, valorile ei fiind în domeniul
0,3 – 0,5 eV chiar la temperaturi cuprinse între 2500 – 5000 °C.
Deoarece fascicolul electronic încălzește atât substanța de evaporat cât și nacela în
care aceasta este depusă, pentru a evita formarea unui aliaj între materialul de evaporat și
nacelă, se impune alegerea foarte atentă a combinației nacelă – material de evaporat (anod).
De asemenea, dacă grosimea materialului nacelei este mică (sub 0,1 mm) la topirea
preliminară a materialului de evaporat doar o suprafață limitată a nacelei este încălzită la o
temperatură foarte mare și anume, în zona în care sp otul electronic este incident. Această

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

7
parte a nacelei devine extrem de fierbinte astfel încât tot materialul din această regiune se
evaporă rapid datorită presiunii mari a vaporilor care se creează, restul materialului de
îndepărtează din zona fierbinte.
2). Aprinderea arcului.
Noțiunea de tensiune de aprindere a arcului termoionic în vid (TVA) este similară cu
tensiunea de străpungere de la descărcările luminescente uzuale, însă sunt necesare anumite
observații.
În primul rând, pentru a se in iția descărcarea în arcul TVA presiunea în incintă trebuie
să fie mai mică de 10-5 mbar.
La presiuni mai ridicate arcul se aprinde în gazul rezidual și în acest caz anodul nu mai
este încălzit, în al doilea rând, aprinderea arcului se realizează în mai mu lte etape, întâi este
încălzit filamentul catodului la o temperatură înaltă care să asigure o emisie termoelectronică
semnificativă.
Apoi se aplică o tensiune astfel încât, datorită accel erării electronilor de la catodul
încălzit spre anod acesta întâi în cepe să se topească și apoi se evaporă în mod continuu. Se
creează astfel o densitate stabilă de atomi ai materialului anodului evaporat în spațiul
interelectrodic.
O creștere ulterioară a tensiunii aplicate va duce la aprinderea arcului în vaporii
generaț i de la anod și simultan va creste semnificativ curentul dintre anod – catod, în timp ce
tensiunea pe arc va scădea.
Astfel se stabilește arcul termoionic în vid, arcul fiind menținut de vaporii anodului
evaporat. Este un arc cu catodul încălzit care asigu ră electronii necesari prin emisie
termoelectronică.
Deci, tensiunea aplicată în cazul arcului TVA trebuie pe de o parte să genereze gazul
necesar pentru a susține curentul de descărcare, iar pe de altă parte, imediat după aprindere,
trebuie să mențină o d ensitate stabilă de atomi neutri evaporați din catod, știut fiind că o parte
din tensiune este preluată de rezistența de balast și de căderea de potențial a plasmei.
Cu aceste observații, putem defini cele trei condiții pe care trebuie să le îndeplinească
tensiunea de străpungere pentru aprinderea arcului TVA:
1) Să evapore atomi neutri de la suprafața anodului cu o astfel de rată încât în spațiul
interelectronic să fie menținută în stare staționară o densitate de atomi neutri;

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

8
2) Să asigure prin cio cniri inelastice electroni – atomi neutri destui ioni capabili să
mențină densitatea de sarcină necesară descărcării, compensând în mod continuu pierderile de
ioni prin procesele de recombinare și de difuzie ambipolară;
3) Imediat după aprindere, să menți nă cel puțin aceeași rată de evaporare a atomilor de
la anod ca înainte de aprinderea arcului.
În capitolul al patrulea sunt prezentate unele e fecte întâlnite în straturile subțiri metalice .
Capitolul cinci prezintă t ehnici le experimentale de investigare a straturilor suțiri metalice
specifice determinării: compoziției, proprietăților chimice, structurii și morfologiei acestora.
Investigarea structurii straturilor subțiri prezintă o importanță deosebită pentru înțelegerea
mecanismelor de formare a st raturilor și pentru studiul diferitelor proprietăți fizico – chimice
ale acestora. Corelația dintre proprietățile structurale și cele magnetice ale straturilor subțiri
magnetice obținute prin metodele prezentate anterior constituie una dintre cele mai impo rtante
metode de caracterizare a acestor straturi în vederea unor aplicații practice.
Studiul structurii straturilor subțiri poate fi efectuat prin difracție de radiații X (X – Ray
Diffraction, XRD), microscopie electronică de transmisie (Transmision Electron Microscopy,
TEM) și microscopie electronică cu scanare (Scanning Electron Microscopy, SEM).
Morfologia suprafețelor straturilor subțiri poate fi studiată prin microscopie de forță atomică
(Atomic Force Microscopy, AFM).
În capitolul al șasele a sunt prezentate rezultatele experimentale obținute: astefel, p rin
evaporare termică în vid s-au depus cu succes straturi subțiri metalice cu grosime de 20 nm și
respectiv 218 nm , pornind de la amestec de pulberi de de Al, Ni,Co și Al, Ni și Fe.
Analizele TEM ale probelor de NiAlCo și NiAlFe au relevat prezența unor agregate
cristaline de ordinul a 7 -20 nm în microstructura probelor analizate.
Difractograma pentru proba AlNiCo 5 pune în evidență obținerea maximului principal
pentru faza AlCo 0,5Ni0,5 cu structură cubică cu volum centrat, conform fișei ICDD PDF4 01 –
071-5682, cu parametrul rețelei cristaline a=2,874 Å, maxim obținut la unghiul 2 θ=44,5490,
cu distanța interplanară d=2,0322 Å, corespunzător familiei de plane cristaline de ind ici
Miller (110). Faza minoritară corespunde unghiului 2 θ=44,5770 și poate fi atribuită
compusului Al 70Co15Ni15, cu distanța interplanară d=2,031 Å, conform fișei ICDD PDF4 00 –
047-1407. Maximul secundar apărut la unghiul 2 θ=50,7650, conform fișei ICDD PDF4 00-
047-1407, este corespunzător fazei Al 70Co15Ni15 cu o distanță interplanară d=1,797 Å.

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

9
Difractograma pentru proba AlNiCo 10 indică maximul corespunzător unghiului
2θ=44,5310 care poate fi atribuit fazei majoritare Al 14Co3Ni3, cu distanța interplanar ă
d=2,0313 Å, conform fișei ICDD PDF4 00 -046-1062.
Difractograma pentru proba AlNiFe 10 arată că materialul majoritar depus pe substrat este
Al2,7Fe cu structură ortorombică cu volum centrat, conform fișei ICDD PDF4 04 -007-0723,
obținut la unghiul 2 θ=43,7340, având parametrul rețelei a=7,675 Å și distanță interplanară
d=2,0682 Å, corespunzătoare familiei de plane cristaline de indici Miller (311). Faza
minoritară corespunde unghiului 2 θ=43,3850 atribuită compusului Al 75Fe15Ni10, conform fișei
ICDD PDF4 00 -042-1042, cu distanța interplanară d=2,084 Å.
Metoda TVA de depunere folosind tehnica cu un două tunuri electronice a permis
obținerea de multistraturi subțiri granulare de tipul Mo/FeCo/Cu/FeCo/Fe+Mn/Mo,
Mo/FeCo/Cu/ FeCr/Fe+Mn/Mo, Mo/Fe+Ni/Mo cu structuri morfologice de suprafețe
uniforme, dense și fără defecte macroscopice, cu o grosime medie de aproximativ nm.
Din imaginile TEM rezultă faptul că filmele depuse sunt compacte și uniforme, de asemenea
se observă dis tribuția fină cu grăunți în jurul 11 -50 nm.
Difractograma pentru proba Mo/Ni+Fe/Mo pe suport de sticlă arată un maxim principal
obținut la unghiul 2 θ=43,11370 corespunzător fazei Mo cu structură cubică cu volum centrat,
conform fișei ICDD PDF4 04 -003-5598, cu parametrul rețelei a=3,149 Å, la distanța
interplanară d=2,09822 Å, corespunzător familiei de plane cristaline de incici Miller (110),
precum și faza Ni cu structură cubică centrată, cu familia de plane cristaline de indici Miller
(111) și faza Fe cu structură cubică centrată, cu familia de plane cristaline de indici Miller
(111). Pentru proba Mo/Ni+Fe/Mo pe suport de siliciu maximul principal obținut la
2θ=45,4190 corespunzător fazei Ni cu structură cubică cu fețe centrate cu parametrul rețelei
a=3,456 Å la distanța interplanară d=1,9953 Å, conform fișei ICDD PDF4 04 -013-4763,
corespunzător familiei de plane cristaline de indici Miller (111).
În difractograma pentru proba Mo/FeCo/Cu/FeCo/Fe+Mn/Mo apare faza Co, conform fișei
ICDD PDF4 04 -013-4762, are rețea cristalină cubică cu fețe centrate cu parametrul rețelei
a=3,42 Å, cu maximele principale de difracție la unghiul 2 θ=45,930 cu distanța interplanară
d=1,9745 Åc orespunzător familiei de plane cristaline de indici Miller (111) și maximul de la
2θ=53,50 cu distanța interplanară d=1,71 Å corespunzător familiei de plane cristaline de indici
Miller (200).
Din difracția de raze X pentru proba Mo/FeCo/Cu/FeCr/Fe+Mn/Mo reiese maximul
principal corespunzător unghiului 2 θ=40,4650 atribuit fazei Mo cu structură cubică cu volum

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

10
centrat, conformfișei ICDD PDF4 04 -006-3534 având parametrul rețelei a=3,15Å de distanță
interplanară d=2,2274Å, corespunzător familiei de plane cristaline de indici Miller (110). La
unghiul 2 θ=43,2540 se evidențiază maximul afer ent fazei Mn cu structură cubică cu volum
centrat, conform fișei ICDD PDF4 00 -001-1237, având parametrul rețelei a=8,9080 Å, de
distanță interplanară d=2,09 Å, corespunzător familiei de plane cristaline de indici Miller
(411).
Din imaginile SEM preze ntate se pot concluziona următoarele: compactitatea structurilor
straturilor, l ipsa unor imperfecțiuni majore, calitatea și structura uniformă a filmului
reprezintă doar câteva proprietăți ale straturilor subțiri obținute prin metoda TVA.
Calitatea ridica tă a acestor structuri reprezintă unul dintre avantajele majore ale tehnicii de
depunere folosite î n prezenta lucrare .

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

11

BIBLIOGRAFIE
[1] Cătuneanu M.V., ș.a., Materiale pentru electronică, E.D.P., București, 1982
[2] Cătuneanu M.V., S vasta I.P. ș.a., Tehnologie electronică, E.D.P., București, 1984
[3] Ifrim A., Noțingher P., Materiale electrotehnice, E.D.P., București, 1992
[4] R.Imada, Y.Fujiwara, S.Tsunashima, M.Jimbo, M.Matsura, J.Appl.Phys. 81 (1997)
[5] M.N.Baibich, J.M.Broto, A. Fert, N.Nguyen, Van Dau, F.Petroff, P.Etienne, G.Creuzet,
A.Friederich, J.Chazelas, Phys. Rev. Lett. 61 (1988)
[6] Ion Spânulescu, „Fizica straturilor subțiri și aplicații ale acestora”, Editura Științifică,
București, 1981
[7] S.S.P.Parkin „The magic of magnetic multilayers”,Ibm J.Res.Develop, vol.42, no1,
ianuarie 1998
[8] S.S.P.Parkin, R.Bhadra, K.P.Roche, Phys. Rev. Lett. 66 (1991)
[9] S.S.P.Parkin, „Systematic Variation of Strength and Oscillation Period of Indirect
Magnetic Exchange Cooupling Thro ugh the 3d, 4d, 5d, Transition Metals”, Phys. Rev. Lett.
67 (1991)
[10] Van Vlack L. H., Elements of Materials Science and Engineering, Addison -Wesley
Reading, Massachusetts, 1989.
[11] P. Bruno, Phys. Rev. B 52, 411 (1995)
[12] P. Bruno, Europhys. Lett. 23, 615 (1993)
[13] C. Tiu¸san et al, Phys. Rev. B 61, 580 (2000)
[14] Conductibilitatea electrică a semiconductorilor, Victor Ciupină , Ovidius University
Press, Constanța, 2003
[15] P. Bruno, J. Magn. Magn. Matter 121, 248 (1993)
[16] C. Tiu¸san Th´ese. Magn´etisme et transport polaris´e en spin dans des jonctions tunnel
magn´etique. Utilisation de transport tunnel comme une sonde de micromagn´etisme.
[17] Chiriac H., Dragos O.G., Grigoras M., Ababei G., Lupu N., Magnetotransport
Phenomena in NiFe/Cu Magne tic Multilayered Nanowires , IEEE trans on Magnetics, VOL.
[18] Robert C. O’Handley, Modern Magnetic Materials: Principles and Applications, John
Wiley& Sons, New York, 20005, NO. 10, OCTOBER 2009.
[19] S.S.P.Parkin, R.Bharda, K.P.Roche, „Oscillatory Magnet ic Exchange Coupling Through
Thin Copper Layers”, Phys. Rev. Lett. 66 (1991), 2152
[20] Magnetisme: Fondements, EDP Sciences, 2000

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

12
[21] B.Dieny, V.S.Speriosu, S.S.P.Parkin, B.A.Gurney, D.R.Wilhoit, D.Mauri, „Giant
Magnetoresistance in Soft Ferromagnetic Mu ltilayers”, Phys.Rev.B.43 (1991) 1297
[22] Electricitate și Magnetism Vol.I, Victor Ciupină , Ovidius University Press, Constanța,
2002
[23] Electricitate și Magnetism Vol. II, Victor Ciupină , Ovidius University Press, Constanța,
2003
[24] Chiriac H., Gavri lă H., Magnetism tehnic și aplicat , Editura academiei române, București
2000.
[25] Braithwaite N, Weaver Gr., Electronics materials, Open University course, Butterworth
Scientific Ltd., London, 1990
[26] S.S.P.Parkin, Systematic Variation of Strength and O scillation Period of Indirect
Magnetic Exchange Cooupling Through the 3d, 4d, 5d, Transition Metals, Phys. Rev. Lett. 67
(1991) 3598
[27] den Broeder, F.J.A. et al, Phys. Rev. Lett. 60, 2769 (1988)
[28] D.M.Edwards, et al, Phys. Rev. Lett. 67, 493 (1991)
[29] B.Dieny, V.S.Speriosu, S.S.P.Parkin, B.A.Gurney, D.R.Wilhoit, D.Mauri, Giant
Magnetoresistance in Soft Ferromagnetic Multilayers, Phys.Rev.B.43 (1991) 1297
[30] S.S.P.Parkin, Z.G.Li, D.J.Smith,Giant Magnetoresistance in Antiferromagnetic Co/Cu
Multilay ers, Appl.Phys.Lett. 58 (1991) 2710
[31] G.Binasch, P.Grünberg, F.Saurenbach, W.Zinn, Enhanced Magnetoresistance in Layered
Magnetic Structures with Antiferromagnetic Interlayer Exchange, Phys. Rev.B39, No7,
(1989) 4828
[32] S.S.P.Parkin, Origin of Enhance d Magnetoresistance of Magnetic Multilayers – Spin-
Dependent Scattering from Magnetic Interfaces States, Phys. Rev.Lett. 71 (1993), 1641
[33] M.N.Baibich, J.M.Broto, A.Fert, N.Nguyen, Van Dau, F.Petroff, P.Etienne, G.Creuzet,
A.Friederich, J.Chazelas, Phys . Rev. Lett. 61 (1988) 2472
[34] S.S.P.Parkin, R.Bhadra, K.P.Roche, Phys. Rev. Lett. 66 (1991) 2152
[35] S.S.P.Parkin,The magic of magnetic multilayers,Ibm J.Res.Develop, vol.42, no1,
ianuarie 1998
[36] Fizica semiconductorilor, Victor Ciupină , Editura Di dactică și Pedagogică R.A.
București, 1998
[37] Fizică Vol. II, Victor Ciupină , Ovidius University Press, Constanța, 2003

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

13
[38] Smithells C. J., Metals Reference Book vol.1, Butterworths Scientific Publications,
London 1955
[39] I. Licea, Fizica metalelor ș i aliajelor, Editura Universității, București, (1980)
[40] G.Golan, A.Axelevitch, E.Rabinovitch, „A Linear Model Application for the Design of
Transparent Conductive In 2O3 Coatings”, Microelectronics Journal, 29 (1998) 689 -694
[41] T.F.Johnson, S.Chiang, Y .Sato, D.A.Arena, S.A.Morton, M.Hochstrasser, J.G.Tobin,
J.D.Shine, J.A.Giacomo, G.E.Thayer, D.P.Land, X.D.Zhu, G.D.Waddill, „X -ray Magnetic
linear Dichroism of Fe -Ni Alloyson Cu(111)”
[42] P. Bruno, Phys. Rev. B 49, 13231 (1994)
[43] C. Tiu¸san et al, Phy s. Rev. B 64, 104423 (2001)
[44] D.V.Berkov, et al, Phys. Rev. B 57, 14322 (1998)
[45] H.A.M. van den Berg, et al, J.M.M.M. 165, 524 (1994)
[46] S.S.P.Parkin, R.Bharda, K.P.Roche, Oscillatory Magnetic Exchange Coupling Through
[47] S.Imat Shah, „Handbook o f thin Film Process tehnology”, IOP Publishing Ltd, 1995
in Copper Layers, Phys. Rev. Lett. 66 (1991), 2152
[48] Ampere A. Tseng, Nanofabrication Fundamentals and Applications , World Scientific
Publishing Co. Pte. Ltd., 2008.
[49] Wadsworth, H. M., Handboo k of Statistical Methods for Engineers and Scientists ,
McGraw -Hill (1990)
[50] S.Imat Shah, Handbook of thin Film Process tehnology , IOP Publishing Ltd, 1995
[51] Nosang V.Myung, D.Y. Park, B.Y.Yoo, Paulo T.A.Sumodjo, „ Development of
electroplated magnet ic materials for MEMS”, Journal of Magnetism and Magnetic Materials
256 (2003) 189 -198
[52] J. M. Juran and F. M. Gryna, Jr., eds.), McGraw -Hill, Juran’s Quality Control
Handbook, 4th edition, (1988)
[53] C. Biloiu, Contribuții la studiul descărcării în a rc cu catodul cald în vapori metalici,
Teză de doctorat (1998) [10].
[54] Popa Gheorghe, „Aplicații tehnologice ale plasmei”, Iași, 1992,10 -48
[55] Musa, G; Vladoiu, R; Ciupina, V; Lungu, CP; Mustata, I; Pat, S; Akan, T; Ekem, N,
Characteristics of boron t hin films obtained by TVA technology . JOURNAL OF
OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS, 8 (2), pp. 617 -620, 2006.

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

14
[56] Pat, S.; Balbag, Z.; Cenik, I.; Ekem, N.; Okur, S.; Vladoiu, R.; Musa, G., Carbon
deposition on the stainless steels substrates using pu lsed plasma . JOURNAL OF
OPTOELECTRONICS AND ADVANCED MATERIALS, 10 (3), pp. 663 -664, 2008.
[57] Akan, T; Ekem, N; Pat, S; Vladoiu, R; Musa, G, Studies on the thermionic vacuum arc
discharges in the vapors of Cu -Ag and Cu -Sn alloys . JOURNAL OF OPTOELECTRONI CS
AND ADVANCED MATERIALS, 7 (5), pp. 2489 -2494, 2005.
[58] Pat, S; Ekem, N; Akan, T; Kusmus, O; Demirkol, S; Vladoiu, R; Lungu, CP; Musa, G,
Study on Termionic Vacuum Arc – A novel and advanced technology for surface coating .
JOURNAL OF OPTOELECTRONICS AN D ADVANCED MATERIALS, 7 (5), pp. 2495 –
2499, 2005
[59] Thermionic Vacuum Arc – new technique for high purity carbon thin film deposition, G.
Musa, I. Mustață, M. Blideran, V.Ciupină , R. Vlădoiu, G. Prodan, E. Vasile, H. Ehrich, Acta
Physics Slovaka, vol. 55 , no.4 (2005), 417 -421
[60] Giant magnetoersisitve granular layers deposited by TVA method , I. Mustață, C. P.
Lungu, A. M. Lungu, V. Zaroski, M. Blideran and V. Ciupină , Vacuum, 76, Issue
2-3, 131 -134, 2004
[61] Thermionic vacuum arc -a waz for high tech t hin film deposition, G. Musa, V.Ciupină ,
R.Vlădoiu, D.Coadă, E.Florea, M.Avram, I.Mustață, Rom.Journ. of Phys.,Vol. 48, 1 -3, (2003)
[62] V. Kuncser, I. Mustata, C. P. Lungu, A. M. Lungu, V. Zaroschi, W.Keune, B. Sahoo, F.
Stromberg, M. Walterfang, L. Ion a nd G. Filoti: Fe -Cu granular thin films with giant
magnetoresistance by thermionic vacuum arc method: Preparation and structural
characterization, Surf and Coat. Techn, vol.200, Issues 1 -4, October 2005, 980 -983, 2005.
[63] Thin film deposited by Thermionic Vacuum Arc method , V. Ciupină , R.Vlădoiu,
C.P.Lungu, I. Mustață, G.Prodan, V.Bursikova, G.Musa, Physics Conference TIM -06,
Timișoara, November 24th -25th 2006, Analele Univ. de Vest din Timisoara, Vol XLVIII,
2006, Sr. Fiz., p. 178 -186
[64] Cristian P. LUN GU, Ion MUSTATA, Alexandru ANGHEL, DEPOSITION STUDIES
OF MIXED LAYER FORMATION BY THERMIONIC VACUUM ARC METHOD, 8th
International Balkan Workshop on Applied Physics, July 7 -9th, 2008, Constanta, Romania
[65] G. M usa, Rom. Rep. Phys., 44, 9 -10, 917, (1992) [18].
[66] „Multisimplex”, Design of Experiments Optimization Strategies,
[67] Resit Unal, Edwin B.Dean, „Taguchhi Appoach to Design Optimization for Quality and
Cost” an Overview,

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

15
[68] T.F. Johnson, S. Chiang, Y. Sato, D.A. Arena, S.A. Morton, M. Hochst rasser, J.G. Tobin,
J.D. Shine, J.A. Giacomo, G.E. Thayer, D.P. Land, X.D. Zhu, G.D. Waddill, X-ray Magnetic
linear Dichroism of Co Alloys on Cu(111)
[69] D.Meziane Mtalsi, M.El.Harfaoui, A.Qachaou, M.Faris, Giant megnetoresistance in
(Co/Cu) multilayers , M.J.Condensed Matter, vol3,no1, 2000
[70] Al. Axlvitch, Yosii Rosenwaks, Gady Golan, Developing of Advanced Sputtering
Methods , J.Matter.Res, 19 (2004) 3353 -3358
[72] P.C.Andricacos, N.Robertson, Future directions in electroplated materials for thin film
recording heads , IBM J.Res.Develop, vol.42 no.5 september 1998
[73] Nosang V.Myung, D.Y. Park, B.Y.Yoo, Paulo T.A.Sumodjo, Development of
electroplated magnetic materials for MEMS , Journal of Magnetism and Magnetic Materials
256 (2003) 189 -198
[74] Marin Coldea, Electronica solidului, Curs Litografiat, Univ.Babe¸s -Bolyai, Cluj -Napoca,
2002
[75] I. Mustață, C.P.Lungu, A.M.Lungu, O.Branza, N.Zaroschi, G.Prodan, V.Ciupină, „GMR
effect in granular films containing Fe, Ni,Co”
[76] D.Meziane Mtalsi, M.El.Harfaou i, A.Qachaou, M.Faris, „Giant megnetoresistance in
(Ni 80Fe20/Cu) multilayers”, M.J.Condensed Matter, vol3,no1, 2000
[77] G.Binasch, P.Grünberg, F.Saurenbach, W.Zinn, „Enhanced Magnetoresistance in
Layered Magnetic Structures with Antiferromagnetic Interlay er Exchange”, Phys. Rev.B39,
No7, (1989) 4828
[78] S.S.P.Parkin, Z.G.Li, D.J.Smith, „Ginat Magnetoresistance in Antiferromagnetic Co/Cu
Multilayers”, Appl.Phys.Lett. 58 (1991) 2710
[79] S.S.P.Parkin, „Origin of Enhanced Magnetoresistance of Magnetic Multil ayers – Spin-
Dependent Scattering from Magnetic Interfaces States”, Phys. Rev.Lett. 71 (1993), 1641
[80] E.Y.Tsymbal, D.G.Peltifor, „Perspectives of Giant Magnetoresistance”, Solid State
Physics, vol.56, (Academic Press, 2001), 113 -237
[81] Ion Spânulescu, „Fizica straturilor subțiri și aplicații ale acestora”, Editura Științifică,
București, 1981, 44 -62,399
[82] Giant magnetoresistance granular coating prepared by TVA method , I.Mustață,
C.P.Lungu and V.Ciupină , Rom. Journ Phys [4th International Balkan Wor kshop on Applied
Physics, Constanța, 25 -27 sept.2003]

Caracterizarea unor straturi subțiri metalice obținute prin evaporare termică în vid
și metoda TVA

16
[83] GMR effect in granular films containing (Fe;Ni, Co) -Cu Networks deposited by TVA
method, I.Mustață, C.P.Lungu, A.M.Lungu, O.Brânză, N.Zaroschi, G.Prodan, V.Ciupină ,
Rom.Journ of Phys (IBWAP Jul 5 -7 , Constanța 2004)

[84] C. P. Lungu, I. Mustata, A. M. Lungu, V. Zaroschi, I. Barbu, M. Badulescu, P. Chiru,V.
Kuncser, G. Filoti, N. Apetroaei, V. Ciupina, G. Prodan. Granular metallic magnetoresistive
layers deposited by thermionic vacuum arc technology , International Conference on
Advanced Surface Engineering (8th ICASE) April 25 – April 26, 2006, Tokyo, Japan.
[85] I. Mustata, C. P. Lungu, A. M. Lungu, O. Brinza, V. Zaroschi, V. Kuncser, G. Filoti, and
N.Apetroaei, Preparation and characterization of G MR layers deposited by Thermionic
Vacuum Arc Technology, “The Coatings” 5th International Conference, 5 -7 October 2005,
Kalithea of Chalkidiki, Greece, 493 -498.
[86] I. Mustata, C. P. Lungu, A. M. Lungu, O. Brinza, V. Kuncser, G. Filoti, W. Keune, B.
Sahoo, F. Stromberg, M. Walterfang, L.Ion, Thermo -ionic Vacuum Arc technology as used
for magneto -resistive granular films deposition, Proceedings on CD -ROM of The XXVII
International Conference on Phenomena in Ionized Gases July 18 – 22, Eindhoven, The
Netherlands 5 pages, 2005.
[87] Engdahl G., Handbook of Giant Magnetostrictive Materials , ACADEMIC PRESS, 2000,
pag 24 -26/409.
[88] Victor Ciupină, Măsurarea parametrilor de conducție electrică la GaAs prin studii de
magnetorezistență, Ed. Did. și Ped. Bucur ești, (1996)
[89] C. Carbone and S. F. Alvarado Antiparallel coupling between Fe layers separated by a
Cr interlayer: Dependence of the magnetization on the film thickness , , Physical Review B,
vol. 36, no. 4, pp 2433, August 1987.
[90] P.C.Andricacos, N.R obertson, IBM J.Res.Develop.42 (1998) 671
[91] G.Box, W.Hunter, J.Hunter, „Statistics for Experimenters: An Introduction to Design,
Data Analysis and Model Building”, N.Y., Jhon Wiley, 1978
[92] P.C.Andricacos, N.Robertson, IBM J.Res.Develop.42 (1998) 671
[93] Victor Ciupină, S. Zamfirescu, G.Prodan, „Transmission Electron Microscopy”, Ovidius
University Press, Constanța, 2002
[94] P.G. Ploaie, Microscopia electronică, Ed. Didactică și pedagogică , București (1985)
[95] V.A.Vozesensky: „Experiment planning statistical methods for technical and economical
investigatons”, Statistics, Moscow, 1974