Влияние облучения ионами гелия на структуру тонких пленок серебра

• Автор: Яссер Эль Гинди
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 110 с. : ил.

Глава 1. Особенности образования тонких металлических пленок и методики приготовления пленочных образцов. (Обзор литературы)

1.1. Введение

1.2. Основные понятия роста тонких пленок

1.2.1. Классическая модель однородного зародышеобразования

1.2.2. Модель, основанная на уравнениях для скорости атомов

1.2.3. Основные процессы роста тонких пленок

1.2.4. Поверхностная диффузия

1.3. Методы осаждения тонких пленок

1.3.1. ФОП процессы

1.3.2. ХОР процессы. 4

1.4. Приготовление исследуемых образцов тонких пленок серебра и методика их исследования
Глава 2. Рост тонких металлических пленок в начальной стадии под действием потока частиц
2.1. Введение
2.2. Основные уравнения модели
2.3. Анализ результатов модели
2.4. Выводы к главе 2
Глава 3. Образование дефектов и распределение кристаллитов в пленках
серебра при облучении их ионами гелия
3.1. Введение
3.2. Особенности получения облученных ионами гелия образцов тонких серебряных пленок

3.3. Распределение кристаллитов по размерам в облученных ионами гелия образцах тонких пленок серебра
3.4. Морфология облученных пленок серебра
3.5. Выводы к главе 3
Глава 4 Кинетическая модель радиационно-индуцированного изменения
микроструктуры металлических пленок
4.1. Введение
4.2. Экспериментально установленное изменение структуры пленок серебра, облучаемых ионами гелия
4.3. Феноменологическая модель, описывающая вымирание гексагональной фазы в пленках серебра под действием облучения ионами гелия
4.4. Выводы к главе 4
Заключение
Литература

Актуальность темы. Многие годы тонкие металлические пленки (и среди них, в частности, пленки серебра) привлекают внимание исследователей и успешно применяются в различных областях науки и техники. Актуальность научных исследований тонких металлических пленок обусловлена многообразием структур, особыми физико-техническими характеристиками, а также возможностью моделирования явлений, которые трудно изучать в массивных телах. По сравнению с массивными телами пленки приобретают ряд свойств, которые, вообще, не наблюдаются в массивных телах. Уже в пленках толщиной порядка 100 нм поверхностные свойства материала становятся главными по сравнению с его объемными свойствами. Например, очень тонкие пленки благородных металлов, таких как серебро, обладают спектрально - селективными свойствами, именно, пропускают видимое излучение и отражают инфракрасное, что находит их широкое применение при создании теплосберегающих стекол.
Крайне актуальным является исследование рельефа поверхности металлических пленок, степени их шероховатости. Достаточно указать, что при отражении света от шероховатой поверхности серебра, кроме излучения на основной частоте появляется световая волна с удвоенной частотой, так называемая отраженная вторая гармоника. Обычно контролируемая степень шероховатости производится электрохимическим методом анодного травления. Актуальным представляется влиять на шероховатость пленки серебра с помощью облучения ее потоками ионов инертных газов, например, потоками ионов гелия. Под влиянием облучения изменяется не только шероховатость поверхности пленки, могут происходить также структурные фазовые превращения в тонких пленках серебра. В связи с этим понимание механизмов и природы формирования структуры и особенностей физических свойств конденсированных пленок представляется актуальной исследовательской задачей физики конденсированного состояния.
руют с тонкими пленками во время роста пленки, в результате чего конечные пленки становятся составными из материалов источника испарения и активного газа, находящегося в атмосфере осаждения. Например, тонкие пленки металлических оксидов готовятся посредством реактивного распыления металлической мишени в атмосфере кислорода.
Для характеристики процессов осаждения тонких пленок в целом рассмотрим скорость роста тонких пленок. Кинетическая теория газов показывает, что число Л^о пара молекул, падающих на поверхность, подложки выражается формулой
где р>о - давление (Topp), М-молярный вес, Г(К) - температура молекул пара, соответственно, и 7пе- масса бомбардирующих подложку частиц. При допущении, что все молекулы осаждаются на подложку без переиспарения скорость роста D выражается формулой
где р - плотность тонкой пленки. Известно, что давление пара, произведенного источником, ро в 10'2 Topp дает приемлемую скорость осаждения тонких пленок. Например, для осаждения тонких медных пленок при р0 = Ю'2 Topp, М= 63.5 г, Т= 300 К, р = 8.95 г/см легко получить D = нм/сек.
Заметим, что на практике в процессе термического испарения темпера-тура испарения металлических элементов (например, при давлении пара 10' Topp) почти равна точке плавления. Существуют характерные температуры элементов, соответствующие давлению пара в единицах 10'4 Topp. Давление 10'2 Topp пара, создаваемого источником, будет получаться при температурах на 200°ч- 300°С более высоких, чем характерные температуры. П'
iV0=3.5X1022
{игу2
{частиц.!см2 сек)