Формирование рельефа поверхности углеродных конденсатов, получаемых импульсным вакуумно-дуговым методом

• Автор: Гончаров, Игорь Юрьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Белгород
• Количество страниц: 194 с.

Глава 1. Основные методы исследования и анализа микрорельефа поверхности углеродного конденсата

1.1. Основные методы исследования поверхности, их сравнительный анализ

1.2. Физические основы и особенности применения сканирующей зондовой микроскопии для исследования поверхности тонких пленок

1.2.1. История возникновения и развития сканирующей зондовой микроскопии

1.2.2. Основные области применения сканирующей зондовой микроскопии

1.2.3. Общие принципы работы сканирующего зондового микроскопа

1.2.4. Потенциал взаимодействия зонда с образцом. Режимы работы ^ атомно-силового микроскопа

1.2.5. Основные типы сил взаимодействия в атомно-силовой микроскопии

1.2.6. Физические модели взаимодействия кантилевера (микрозонда) с поверхностью

1.3. Основные методы анализа микрорельефа поверхности

1.3.1. Статистический анализ поверхностей в сканирующей зондовой микроскопии

1.3.2. Фрактальный анализ поверхностей в сканирующей зондовой микроскопии
1.4. Результаты исследований поверхности углеродных покрытий, получаемых различными методами

1.4.1. Структурные особенности углеродного конденсата
1.4.2. Аморфный углерод
» 1.4.3. Исследования поверхности углеродного конденсата с помощью
сканирующей зондовой микроскопии
1.4.4. Фрактальный анализ поверхности углеродного конденсата Выводы к главе
Глава 2. Анализ влияния свойств углеродных сверхтвердых покрытий на процесс сканирующей зондовой микроскопии их поверхности
2.1. Упругие взаимодействия. Задача Герца
2.2. Капиллярные силы
2.3. Сила Ван-дер-Ваальса
2.4. Адгезионные силы
2.5. Предельное разрешение в контактном режиме
2.6. Влияние коэффициента трения на сигнал обратной связи
V 2.7. Деформации микрозонда и исследуемого образца покрытия
2.8. Влияние упругих свойств поверхности углеродных покрытий на процесс СЗМ в режимах прерывистого контакта и модуляции силы Выводы к главе
Глава 3. Результаты экспериментальных исследований
3.1. Сканирующий зондовый микроскоп Смена-А
3.2. Экспериментальная установка УВНИПА 1
3.3. Измерение толщины тонких пленок, получаемых вакуумнодуговым методом с использованием сканирующей зондовой и оптической микроскопии
3.4. Исследование топографии поверхности кремниевых подложек до и

после процесса ионного травления

3.5. Исследование микрорельефа переходного подслоя ТС
3.6. Динамика изменения микрорельефа углеродного конденсата в
* диапазоне толщин 10 нм - 10 мкм, полученного импульсным вакуумнодуговым методом
3.7. Влияние ионной бомбардировки на формирование микрорельефа углеродного конденсата
3.8. Влияние искусственно созданного геометрического фактора на подложке (выступа, впадины, ступени) на формирование микрорельефа углеродного конденсата
3.9. Влияние сепарации плазменного потока углерода на микрорельеф и степень шероховатости углеродного конденсата
Выводы к главе
Глава 4. Начальная стадия формирования микрорельефа поверхности углеродного конденсата по результатам сканирования в полуконтактном режиме с модуляцией колебаний кантилевера

Выводы к главе
Глава 5. Феноменологическая модель формирования рельефа поверхности углеродного конденсата в условиях ионной бомбардировки
5.1. Начальная стадия формирования фрактальных кластеров с критическим размером на активных центрах
5.2. Укрупнение фрактальных кластеров, образование свободного объема и уплотнение фрактальной структуры под действием сжимающих напряжений
5.3. Формирование поверхностного рельефа

Модель Маугиса.
Механика Маугиса [45] является наиболее сложным и точным подходом. Его можно использовать для любых систем (любых материалов): как с большой, так и с малой адгезией. Степень адгезии определяется параметром Л

2~

УЖ2 ,
(1.2.6.8),

где - межатомное расстояние.
Модели ДМТ и ДКР являются предельными случаями механики Маугиса, отвечающие разным параметрам Л. Для жестких материалов (ДМТ) Л —> 0, для податливых (ДКР) Л —» со
Рис. 1.2.6.7а. Применимость модели Рис. 1.2.6.7.б. Зависимость силы от Маугиса. глубины проникновения.
В модели Маугиса считается, что молекулярная сила притяжения действует в пределах кольцевой области на границе контактной площадки. Поправка Маугиса к решению задачи Герца выражается неявно, через параметр т: