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Surface atom migration-involved two-dimensional nucleation and growth of nanotwinned copper in DC electrodeposition

成核 材料科学 晶体孪晶 堆积 化学物理 Atom(片上系统) 位错 分子动力学 消散 凝聚态物理 结晶学 复合材料 冶金 微观结构 热力学 计算化学 化学 物理 嵌入式系统 核磁共振 计算机科学
作者
Peixin Chen,Wei Shen,Zhiqin Chen,Chongyang Li,Silin Han,Yunwen Wu,Tao Hang,Ming Li
出处
期刊:Acta Materialia [Elsevier BV]
卷期号:262: 119468-119468 被引量:12
标识
DOI:10.1016/j.actamat.2023.119468
摘要

Direct-current (DC) Electrodeposited nanotwinned copper (nt-Cu) is a promising candidate for interconnection materials in integrated circuit for its excellent mechanical, electrical and thermal properties. However, the formation mechanism of nanotwins during DC electrodeposition of nt-Cu remains unclear. In this study, a two-dimensional nucleation and growth model of nt-Cu is established. The critical nucleation size and average twin spacing were evaluated theoretically. The results demonstrate a relatively high probability of twin nucleation through random stacking with the average twin spacing derived to be only ∼1 nm. The gap between theoretical and observed twinning probability can be ascribed to the surface migration-induced dissipation of nuclei. Molecular dynamics simulation further confirms the formation and subsequent dissipation of nuclei during deposition of Cu. By providing a clear illustration of nanotwin formation process, this study contributes to the understanding of nt-Cu electrodeposition.
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