The role of substrate dislocations and grain boundaries in the nucleation and growth of thin electrochemical overgrowths. TEM and FIM studies

Thin coatings of nickel are electroplated onto annealed (0.2 mm grain size) copper substrates and annealed and shock-loaded copper substrates. The shock loading produces a sub-grain dislocation cell structure without distorting the grain boundaries. Selective chemical stripping produces thin nickel electrodeposits and thin nickel/copper composites which are observed by transmission electron microscopy. Neither the grain boundaries nor the dislocation substructure of the copper substrates are observed to directly influence the nucleation and growth of the defect structure of the nickel overgrowths. Thin films of aluminum and copper with various grain sizes and dislocation structure are also prepared by vapor deposition onto (001) NaCl crystals and when used as substrates to precipitate copper from an aqueous CuSO4 solution by electrochemical displacement reactions, and the copper nuclei upon the substrate films viewed simultaneously in the transmission electron microscope, there is also no observable influence of either the emerging dislocations in the substrate film surface or the grain boundaries on the density or disposition of the copper nuclei. Finally, grain boundaries in the surface of tungsten emission and forms used as substrates for the electroplating of nickel from a (NiSO4)6 · 6H2O-aqueous solution, and systematically examined by field evaporation of individual overgrowth atomic layers in the field-ion microscope also show that the grain boundary is not propagated directly into the overgrowth for any more than a few atom layers near the substrate. Dunne Nickelschichten werden auf getemperten (0,2 mm Korngrose) Kupfersubstraten und getemperten und stosbelasteten Kupfersubstraten elektroplatiert. Stosbelastung ruft eine Subkorn-Versetzungszellenstruktur hervor ohne Storung der Korngrenzen. Selektive chemische Abtragung verursacht dunne Nickelekktroabscheidung und dunnere Nickel/Kupferschichten, die durch Transmissionselektronenmikroskopie beobachtet werden. Weder die Korngrenzen noch die Versetzungsstruktur der Kupfersubstrate beeinflussen die Keimbildung und das Wachstum der Defektstruktur der aufgewachsenen Nickelschicht direkt. Dunne Aluminium- und Kupferschichten mit verschiedenen Korngrosen und Versetzungsstruktur werden ebenfalls durch Abscheidung aus der Dampfphase auf (001)-NaCl-Kristalle prapariert und, wenn sie als Substrate fur die Ausfallung von Kupfer aus wassriger CuSO4-Losung benutzt werden, durch elektrochemische Verlagerungsreaktionen, wobei die Kupferkeime auf den Substratschichten gleichzeitig im Transmissionselektronenmikroskop beobachtet werden; es wird kein beobachtbarer Einflus weder der beteiligten Versetzungen in der Substratoberflache noch der Korngrenzen auf die Dichte oder Lage der Kupferkeime gefunden. Schlieslich zeigen die Korngrenzen in der Oberflache von Wolframformen, die als Substrate fur die Elektroplatierung von Nickel aus einer (NiSO4)6 · 6 H2O-Losung benutzt und systematisch durch Feldabdampfung von individuell aufgewachsenen Atomlagen im Feldionenmikroskop untersucht werden, das die Korngrenzen nicht mehr als einige Atomlagen in der Nahe des Substrats direkt in die aufgewachsene Schicht eindringen.