Lattice Expansion and Phonon Softening in Nb/Cu Superlattices

Abstract

Nb/Cu superlattices with modulation wavelength in the range 1 to 30 nm are synthesized by magnetron sputtering. Both, X-ray diffraction and ion mill Auger electron spectroscopy techniques are used to determine the structure of the superlattices. The X-ray experiments reveal two anomalous expansions in the average lattice spacing at modulation wavelengths λ = 2 and 8 nm. Ultrasonic measurements of the surface-acoustic-wave (SAW) velocities in the superlattices show that surface phonons soften at the same two modulation wavelengths. A preliminary explanation of the experimental results is presented. Nb/Cu-Supergitter mit Modulationswellenfangen im Bereich 1 bis 30 nm werden mittels Magnetronsputtering synthetisiert. Sowohl Rontgenbeugung als auch Ionenzerstaubungs-Augerelektronenspektroskopie werden benutzt, um die Struktur der Supergitter zu bestimmen. Die Rontgenexperimente zeigen zwei anomale Expansionen im mittleren Gitterabstand bei Modulationswellenlangen λ = 2 und 8 nm. Die Ultraschallmessungen der Geschwindigkeiten der akustischen Oberflachenwellen (SAW) in den Supergittern zeigen, das Oberflachenphononen bei denselben beiden Modulationswellenlangen erweichen. Eine vorlaufige Erklarung der experimentellen Ergebnisse wird angegeben.