Структурные и субструктурные изменения с ростом толщины конденсированных пленок неорганических материалов

• Автор: Белоногов, Евгений Константинович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 305 с. : ил.

Используемая в диссертации аббревиатура.

АСМ - атомно-силовая микроскопия;

БУГ - болыпеугловая граница

ВЧМР - высокочастотное магнетронное распыление;

ДБЭ - дифракция быстрых электронов;

ИКС - инфракрасная спектроскопия ИПК - ионно-плазменные конденсаты;

ИФО - импульсная фотонная обработка;

МСЗ - модели структурных зон;

МР - магнетронное распыление;

МУГ - малоугловая граница

ОЭС - оже-электронная спектроскопия;

ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия;
РЭМ - растровая электронная микроскопия;
СЗМ - сканирующая зондовая микроскопия;
РД - рентгеновская дифрактометрия;
ТИ - термическое испарение;
УМРЭС - ультрамягкая рентгено-электронная спектроскопия; ЭМИ - электромагнитное излучение;
ЭЛИ - электроннолучевое испарение;

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. Структурные и ориентационные изменения при росте конденсированных пленок Pd и сплавов на его основе
1.1. Физико-технологические принципы и закономерности формирования градиентной структуры пленок.
1.2. Пленки на неориентирующих подложках
1.3. Пленки на ориентирующих подложках
1.4. Эффект ионно-плазменного ассистирования
1.5. Заключение
1.6. Выводы
1.7. Литература к главе
ГЛАВА 2. Синтез, субструктура и ориентация пленок Cu2Se и CuInSe2.
2.1 ТИ компонентов из независимых источников и конденсация в вакууме
2.2. МР составной мишени
2.3. Импульсная фотонная обработка пленок системы Cu-In-Se
2.4. Обсуждение
2.5 Выводы
2.6. Литература к главе
ГЛАВА 3. Синтез и особенности субструктуры пленок оксидов,
полученных методом МР
3.1. Пленки ZnO
3.2. Пленки LiNb03
3.3. Пленки гидроксиапатита 13
3.4. Заключение
3.5. Выводы
3.6. Литература к главе 164 ГЛАВА 4. Стохастический рост и структу ра пленок систем
оксид алюминия - алюминий и оксид алюминия - углерод
4.1. Методика нанесения пористых покрытий
4.2. Методы контроля открытой пористости
4.3. Система оксид алюминия - алюминий
4.4. Система оксид алюминия - углерод
4.5. Заключение и выводы
4.6. Литература к главе

ГЛАВА 5. Зависимость рельефа поверхности пленок от толщины
5.1. Пленки Pd и сплавов на его основе
5.2. Пленки Cu2Se и CuInSe2
5.3. Пленки CdTe
5.4. Пленки ZnO
5.5. Пленки LiNb03 и гидроксианатита
5.6. Обсуждение
5.7 Заключение и выводы
5.8 Литература к главе
ГЛАВА 6. Ионно-плазменное ассистирование и сгруктурообразование
6.1 Физико-технологические принципы
структурообразования в пленках, наносимых методом МР 25
6.2. Субструктура и открытая пористость пленок, полученных МР
6.3. Морфология фронта роста пленок ГА и LiNb03 при ВЧМР
6.4. Обсуждение
6.5. Выводы
6.6. Литература к главе
7. Основные результаты и выводы
8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

при более низкой температуре отжига образование а фазы происходит из эвтектики, а с повышением температуры в процессе р—>а фазового превращения, формирование кристаллитов обогащенных палладием идет в процессе разупорядочения сплава.
Следовательно, наращивание толстых пленок, сопровождаемое конденсационным нагревом нижних слоев, приводит к формированию р и а фаз из эвтектики, т.е. чем больше толщина пленки, тем меньше объемная доля высокодисперсной эвтектики. Вместе с тем, с увеличением толщины активизируется процесс разупорядочения.
Таблица 3. Результаты рентгенофазового анализа в процессе отжига (400-1000К с
шагом ШОК и'выдержкой 30 мин.) пленок твёрдого раствора Рб-Си (47 ат.% палладия) толщиной 2 мкм, осажденных на ненодогреваемую подложку.
Температура о тжига, К Фазовый состав а-фаза, ГЦК р-фаза, ОЦК
Интенсивность (111) ГЦК [импульсов] Параметр ГЦК [нм] Интенсивность (110) ОЦК [импульсов] - Параметр ОЦК [нм]
400 Эвтектика
500 э + р 1980 0.2
600 а + Р 1390 0.3732 1450 0.2
700 а + Р 7000 0.3743 1700 0.2
800 а + Р 35300 0.3768 1500 0.2
900 а + р 26700 0.3787 1430 0.2
1000 а + Р 68100 0.3793 1530 0.2
Наблюдаемые в процессе наращивания и ТО толстых пленок изменения фазового состава и параметра ОЦК и ГЦК решеток твердого раствора, объясняют механизм формирования градиентной структуры. У подложки конденсация завершается образованием высокодисперсного слоя эвтектического состава, содержащего кристаллиты а и (3 фаз с большим отклонением от стехиометрии соединения РбСи. С увеличением толщины слоя, в результате конденсационно-стимулированной диффузии, происходит синтез и рекристаллизация кристаллитов РбСи с элементным составом близким к РбСи. Причем, одновременно с синтезом а и (3 фаз происходит фазовое превращение а—>Р, что вызываег формирование градиента фазового состава по толщине пленки. Если упорядочение сопровождается рекристаллизацией твердого раствора, происходит укрупнение кристаллитов и совершенствование суб-структуры, поэтому с ростом толщины постоянно происходит уменьшение дисперсности кристаллитов и увеличение параметра решетки р фазы. После конденсации такая пленка содержит кристаллиты а фазы с параметром ГЦК решетки превышающим соответствующее значение для соединения Рс1Си. В результате термообработки в составе толстых пленок толь-