Структура и свойства двух и трехкомпонентных оксидов TixAl1-xOy, сформированных методом атомарно-слоевого осаждения

• Автор: Гудкова, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Долгопрудный
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА

1.1 Обзор свойств и особенностей осаждения диоксида титана и его области

применения

1.2. Обзор данных о свойствах композитных материалов на основе

Заключение к главе

ГЛАВА 2. Методики формирования и исследования тонких пленок

2.1. Методики подготовки поверхности кремния и титана

2.1.1.Технологические процессы жидкостной очистки поверхности монокристаллического кремния
2.1.2. Технологические процессы жидкостной очиеткн поверхности титановых сплавов
2.2. Основные принципы формирования тонкопленочных структур методом атомарно слоевого осаждения (АСО)
2.3. Методика определения химического состояния поверхности
2.3.1. Метод рентгеновского микроанализа
2.3.2. Метод обратного резефордовского рассеяния
2.3.3. Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС)
2.3.4. Метод рентгеновского флюорисцентного анализа
2.4. Определение структурных особенностей веществ
2.4.1. Определение кристаллической природы тонких пленок методом рентгеновской дифракции
2.4.2. Метод спектроскопии характеристических потерь энергии отраженных электронов для определения ширины запрещенной зоны (СХПЭ)
2.5. Определение топографических характеристик тонких пленок
2.5.1. Методы атомно-силовой микроскопии
2.5.2. Метод эллипсометрии для определения толщины и оптических свойств тонких пленок
2.5.3. Методика определения толщины и плотности пленок посредством рентгеновской рефлектометрии
2.6. Определение электро-физических параметров тонких пленок: метод C-V метрии, метод I- V метрии
2.7. Методики определения биологической активности покрытий
2.7.1. Основные принципы МТТ теста
2.7.2. Методика определения показателя щелочной фосфатазы
Заключение к главе
ГЛАВА 3. Структура и свойства диоксида титана, полученного методом атомарнослоевого осаждения
3.1. Методика получения диоксида титана с помощью атомарно-слоевого осаждения из тетраэгоксититана и воды
3.2. Структурные и физико-химические свойства диоксида титана, полученного методом атомарно-слоевого осаждения
3.2.1. Определение скоростей роста для пленок диоксида титана, полученных методом атомарно-слоевого осаждения

3.2.2. Изучение химического состояния атомов Ti и О в пленках оксида титана
3.2.3. Изучение кристаллической природы пленок диоксида титана
3.2.4. Изучение морфологии тонких пленок диоксида титана в зависимости от условий осаждения
3.3 Электро-физичсские свойства МДП-структур с диэлектрическим слоем
диоксида титана
3.4. Биоактивные свойства покрытия диоксидом титана дентальных имплантатов
3.4.1. Изучение влияния физико-химических свойств поверхности на ее биоактивность
3.4.2. Методика оценки биоактивных свойств диоксида титана in situ
Заключение к главе
ГЛАВА 4. Формирование и исследование структурных и физико-химических свойств трехкомпонентных TixAli_xOy оксидов
4.1. Методика формирования тонких пленок TixAli.xOy на кремниевой подложке
4.1.1. Теоретическая модель формирования гомогенных пленок TixAli-xOy.
4.1.2. Механизм формирования пленок TixAli.xOy различного состава методом АСО
4.2. Исследование физико-химических свойств тонких пленок TixAli.xOy, осажденных на кремниевые подложки
4.2.1. Определение химического (элементного) состава полученных тонких пленок TixAli.xOy
4.2.2. Определение химического состояния элементов в пленках TixAli_ хОу
4.2.3. Определение кристаллической структуры пленок TixAli.xOy
4.2.4. Определение толщины пленки TixAl].xOy и переходного слоя
4.2.4.1. Определение толщины и оптических свойств пленок TixAli_xOy методом эллиплометрии
4.2.4.2. Определение морфологических особенностей пленок TixAli-xOy методом ACM
4.2.4.3. Определение толщины пленки TixAl(.xOy и переходного слоя методами рентгеновской рефлектометрии
4.2.5. Определение константы роста пленок TixAli-xOy
4.3. Влияние быстрого термического отжига на структуру и свойства пленок TixAli.xOy
4.3.1. Исследование изменений микрорельефа поверхности пленок TixAli-xOy в результате воздействия ВТО 93 |
4.3.2. Исследование кристаллической структуры пленок TixAli_xOy после отжига
4.3.3. Исследование химического состава тонких пленок TixAli.xOy после отжига
4.3.4. Изменение оптических свойств пленок TixAl].xOy после отжига
4.3.5. Определения изменений плотностей, толщин пленок TixAl].xOy и переходных слоев по средствам методов рентгеновской рефлектометрии.
4.4. Особенности формирования и диагностики пленок TixAli_xOy на подложке титана
4.4.1. Морфология поверхности подложки титана
4.4.2. Определение толщины структуры TixAli-xOy на подложке Ti

4.4.3. Химическое состояние пленок ТіхЛІ|.хОу. осажденных на подложке

Заключение к главе
ГЛАВА 5. Исследование электро-физических свойств тонких пленок ТіхА1і_хОу
5.1. Исследование зависимостей электро-физических характеристик тонких пленок ТіхАІі.хОу, осажденных методом АСО, от химического состава х
5.1.1. Изучение емкостных характеристик пленок ТіхА1і-хОу методом С- V-метрии
5.1.2. Изучение вольт-амперных характеристик пленок ТічАІі-хОу
5.1.3. Исследование зависимости ширины запрещенной зоны пленок ТіхА1[. хОу от химического состава х
5.2. Исследование влияния высокотемпературного отжига на электро-физичсские характеристики тонких пленок ТіхА1і.хОу, осажденных методом АСО
5.2.1. Изучение емкостных характеристик пленок ТіхА1і.хОу после термического отжига
5.2.2. Изучение вольт-амперных характеристик пленок ТіхА1і.хОу после термического отжига
5.3. Изучение электро-физических свойств сверхтонкой пленки Тіу зАІолОу
5.3.1. Зависимость электро-физических свойств пленки Tio.3Alo.7Oy от толщины слоя
5.3.2. Влияние режимов ВТО пленки Tio.3Alo.7Oy на механизмы образования проводимости
5.3.3. Определение эквивалентных емкостных толщин для пленки Tio.3Alo.7Oy до и после быстрого термического
отжига
Заключение к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

структура внутренних оболочек тяжелых атомов напоминает схему (незаполненных) уровней атома водорода с той лишь разницей, что заряд ядра при этом больше.
С высокой степенью точности энергию характеристического излучения описывает закон Мозли:
4-4-)
п I П
(2.1)
где Я] = 13.6 эВ - энергия Ридберга, 2-атомный номер, о —параметр, учитывающий экранирование заряда ядра ближайшими к нему электронами, для линии Ка равен 1.13 при 20 < 2 < 30, п и П2 — номера уровней между которыми осуществляется переход.
Длина волны излучения, соответствующего переходам между ближайшими к ядру оболочками, лежит в рентгеновском диапазоне. Однако для того чтобы вызвать переходы на нижний К-уровень. необходимо освободить эту оболочку от электрона. В случае рентгеновского микроанализа это делается электронным ударом.
Электрон пучка с энергией несколько кэВ выбивает из атома К-электрон (или переводит его на один из высоких свободных уровней), образуя вакансию. На образовавшуюся незанятую оболочку переходит один из Ь- или М-элсктронов, испуская рентгеновский фотон (Рис. 10).

М-серия

» 1 ж * «ч, !* + а <4 (& £ с-серия

‘'Р’П

'Вц/г
'рг/г

23г/г
2 Зг/г
к-серия
Рис. 10 Схема переходов излучения характеристического рентгена.
Оболочкам К, I,. М соответствуют уровни с последовательно возрастающим радиусом и уменьшающейся энергией связи. При этом, если на К-оболочке находится 2 электрона (с учетом спина), то Ь-оболочку уже заполоняют 8 электронов, которые