Получение пленок меди с развитой морфологией поверхности и микрокристаллической структурой при высоких плотностях тока

Представлены результаты исследований морфологии поверхности и состава покрытий из меди, полученных методом электроосаждения при высоких плотностях тока. Показано, что у медных осадков наблюдается пирамидальный рост кристаллов с образованием кристаллических агрегатов с четкими гранями. При этом кристаллы характеризовались однородной формой по всей площади поверхности образцов. Повышение плотности тока и, соответственно, перенапряжения приводит к увеличению количества зародышей кристаллов, что вызывает образование больших кристаллических агрегатов из-за слияния соседних кристаллов. Условия электроосаждения, при больших плотностях 
тока, позволяют контролировать значения электрохимических и диффузионных факторов, а также механизм образования зародышей и рост кристаллов меди. Полученные результаты свидетельствуют, что за счет варьирования условий электролиза возможно получение осадков меди, обладающих специфической микрокристаллической структурой.

1. Martins J. I., Nunes M. C. On the kinetics of copper electroless plating with hypophosphite reductant // Surface Engineering. 2016. 32(5). 363-371. DOI: 10.1179/1743294415Y.0000000066

2. Sharma A., Bhattacharya S., Das S., Das K. A study on the effect of pulse electrodeposition parameters on the morphology of pure Tin coatings // Metallurgical and Materials Transactions A. 2014. 45(10). 4610-4622. DOI: 10.1007/s11661-014-2389-8

3. Mallik M., Mitra A., Sengupta S., Das K., Ghish P. N., Das S. Effect of current density on the nucleation and growth of crystal facets during pulse electrodeposition of Sn–Cu lead-free solder // Crystal Growth and Design. 2014. 14(12). 6542-6549. DOI: 10.1021/cg501440a

4. Zhao X., Lu C., Tieu A., Pei L., Zhang L., Cheng K., Huang M. Strengthening mechanisms and dislocation processes in textured nanotwinned copper // Materials Science and Engineering A. 2016. 676. 474-486. DOI: 10.1016/j.msea.2016.08.127

5. Standish T., Chen J., Jacklin R., Jakupi P., Pamamurthy S., Zagidulin D., Keech P. G., Shoesmith D. W. Corrosion of copper-coated steel high level nuclear waste containers under permanent disposal conditions // Electrochimica Acta. 2016. 211. 331-342. DOI: 10.1016/j.electacta.2016.05.135

6. Augustin A., Huilgol P., Udupa K. R., Bhat U. Effect of current density during electrodeposition on microstructure and hardness of textured Cu coating in the application of antimicrobial Al touch surface // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. 2016. 63. 352-360. DOI: 10.1016/j.jmbbm.2016.07.013

7. Lai C. S., Hu X. X., Yau S., Dow W.-P., Lee Y.-L. Electrodeposition of copper on an Au(111) electrode modified with mercaptoacetic acid in sulfuric acid // Electrochimical Acta. 2016. 203. 272-280. DOI: I:10.1016/j.electacta.2016.04.055

8. Stankic S., Cortes-Huerto R., Crivat N., Dtmaille D., Goniakowski J., Jupille J. Equilibrium shapes of supported silver clusters // Nanoscale. 2013. 5(6). 2448-2453. DOI: 10.1039/c3nr33896g

9. Vikarchyk А. А., Volenko A. P. Pentagonal copper crystals: Various growth shapes and specific features of their internal structure // Physics of the Solid State. 2005. 47(2). 352-356. DOI: 10.1134/1.1866418

10. Vikarchyk A. A., Volenko A. P., Volenko Y. D., Skidantnko V. I. Initial stage in Three-dimensional nucleation of pentagonal crystals // Russian Journal of Electrochemistry. 2005. 41(9). 996-1000. DOI: 10.1007/s11175-005-0168-y