Разработка физических основ применения ионно-стимулированных процессов для синтеза и модификации оптических материалов

• Автор: Файзрахманов, Ильдар Абдулкабирович
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 328 с. : ил.

% ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ТЕХНИКА И МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТОВ

1.1. Подготовка образцов и техника ионной имплантации

1.2. Экспериментальная техника для осаждения алмазоподобных пленок углерода

1.3. Методы исследования образцов

1.3.1. Методы исследования прочностных характеристик образцов

1.3.2. Методика определения адгезионной прочности металлических пленок

1.3.3. Методика исследования оптических свойств и светорассеяния тонких пленок

1.3.4. Методика измерения электрических параметров

,, 1.3.5. Методы исследования микрорельефа поверхности, структуры,

фазового и элементного состава тонких пленок, механических напряжений
ГЛАВА 2. ИОННО-ЛУЧЕВОЙ СИНТЕЗ ЗАЩИТНЫХ ПОКРЫТИЙ
2.1. Теоретические и экспериментальные предпосылки
^ 2.2. Профили распределения имплантированных атомов азота и кислорода в
'* алюминии по данным Оже-электронной спектроскопии. Химическое
состояние атомов алюминия
2.2.1. Исходные пленки алюминия
2.2.2. Пленки алюминия, имплантированные кислородом
2.2.3. Пленки алюминия, имплантированные азотом
2.3. Влияние имплантации ионов бора на фазовый состав, микроструктуру 4 и прочностные характеристики пленок алюминия
2.4. Влияние имплантации ионов молекулярного азота на фазовый состав, микроструктуру и прочностные характеристики пленок алюминия

2.5. Изменение микрорельефа и светорассеяния пленок алюминия при ионном синтезе защитных покрытий
2.6. Защита классических (нарезных) дифракционных решеток матриц методом ионного синтеза. Результаты опытно-промышленных испытаний
Выводы по 2 главе
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКИ НА МИКРОРЕЛЬЕФ И СВЕТОРАССЕЯНИЕ ОПТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ. ИОННОЕ ПРОФИЛИРОВАНИЕ ГОЛОГРАММНЫХ ДИФРАКЦИОННЫХ РЕШЕТОК
3.1. Эффект распыления и его влияние на топографию поверхности
3.2. Влияние бомбардировки ионами инертных газов на микрорельеф и светорассеяние оптических покрытий
3.3. Опытно-промышленная-проверка способа ионной полировки
3.4. Ионное профилирование
3.5. Разработка метода ионного профилирования голограммных дифракционных решеток
Выводы по 3 главе
ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ РЕЖИМОВ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКИ НА
ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИМПЛАНТАЦИИ АТОМОВ ОТДАЧИ И ПРОФИЛЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ АТОМОВ ОТДАЧИ В ПОДЛОЖКЕ (расчет)
4.1. Адгезия пленок и факторы, определяющие возможность управления адгезионной прочностью ионно-лучевыми методами
4.2. Зависимость эффективности имплантации атомов отдачи от режимов ионной бомбардировки
4.2.1. Расчет упругих потерь энергии бомбардирующих ионов
4.2.2. Расчет моментов функции распределения упругих потерь
энергии ионов

4.2.3. Влияние режимов ионной бомбардировки на эффективность имплантации атомов отдачи
4.3. Зависимость профилей распределения атомов отдачи в подложке от режимов ионной бомбардировки
4.3.1. Методы расчетов профилей распределения атомов отдачи в подложке
4.3.2. Результаты расчетов профилей распределения атомов отдачи в подложке
Выводы по 4 главе
ГЛАВА 5. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ИОННОЙ БОМБАРДИРОВКИ НА АДГЕЗИОННУЮ ПРОЧНОСТЬ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК
5.1. Влияние режимов ионной бомбардировки на ионно-стимулированную адгезию тонких пленок алюминия на стеклянной подложке
5.2. Влияние дозы облучения на адгезионную прочность пленок алюминия на стекле
5.3. Влияние химической природы атомов металла и бомбардирующих ионов на адгезионную прочность системы металлическая пленка на стеклянной подложке
5.4. Влияние ионной бомбардировки в режиме имплантации атомов отдачи на адгезионную прочность металлических пленок на алюминии
5.5. Ионно-стимулированная адгезия системы металл-полимер
5.6. Влияние ионной имплантации на адгезионную прочность тонких текстурированных пленок алюминия на стекле
5.7. О механизме повышения адгезионной прочности тонких пленок при ионной бомбардировке в режиме имплантации атомов отдачи
5.8. Разработка новых способов защиты дифракционных решеток-матриц и копий для вторичного копирования на основе использования эффекта ионно-стимулированной адгезии

2.2. Профили распределения имплантированных атомов азота и кислорода в алюминии по данным Оже-электронной спектроскопии. Химическое состояние атомов алюминия
Для исследований методом Оже-элетронной спектроскопии были приготовлены образцы пленок алюминия толщиной 380 нм на подложке из кремния, которые имплантировались ионами атомарного азота и кислорода с энергией 40 кэВ. Исследования проводились в НИФИ ЛГУ на приборе ЭС-2301. За интенсивность Оже спектра принималось расстояние "peak to peak"
Рис.2.4. Профили распределения элементов по глубине пленок
алюминия на кремниевой подложке (исходный образец).
на зависимости dl/dE. Положение по энергии Оже- спектра определялось по положению отрицательного выброса. При этом спектры с энергиями 68, 381 и 510 эВ соответствуют алюминию, азоту и кислороду, соответственно. По энергиям пиков проводилась идентификация не только элементного состава образца, но и химическое состояние атомов. Пики от алюминия с энергиями 51, 60 и 68 эВ согласно табличным данным приписываются алюминию в связи с кислородом (AI2O3), азотом (A1N) и металлическому алюминию, соответственно. Скорость распыления (при условии равномерности скорости по глубине) составляла ~ 3.3 нм/мин.