Экспериментальное исследование процесса образования тонких пленок аллотропных форм углерода и изучение их свойств

• Автор: Пронкин, Александр Артурович
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 149 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. МЕТОДЫ ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ПЛЕНОК И ИЗУЧЕНИЕ ИХ СВОЙСТВ

1.1. Методы осаждения тонких пленок аллотропных форм углерода

1.1.1. Получение алмазоподобных пленок

1.1.2. Получение пленок карбина

1.1.3. Получение пленок графита

1.2. Методы изучения и свойства тонких пленок углерода

1.2.1. Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия

1.2.2. Исследование фазового состава методом комбинационного рассеяния света

1.2.3. Исследование фазового состава методом спектроскопии характеристических потерь энергии электронов
1.2.4. Определение оптических характеристик тонких пленок
1.2.1. Определение механических свойств тонких пленок
1.3. Выводы
2. ПРИЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА ОСАЖДЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ ПЛЕНОК И ЕЁ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ
2.1. СХЕМА ОБРАЗОВАНИЯ АЛЛОТРОПНЫХ ФОРМ УГЛЕРОДА
2.2. УСТАНОВКА С НАГРЕТОЙ НИТЬЮ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.2.1. Описание установки
2.2.2. Описание эксперимента. Основные результаты исследований
2.3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЙ КОМПЛЕКС С ВНЕШНИМ ИСТОЧНИКОМ РАДИАЦИОННОГО ПОТОКА
2.3.1. Описание установки
2.3.2. Описание эксперимента. Основные результаты исследований
2.4. Выводы
ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА И СТРУКТУРЫ ПОЛУЧЕННЫХ ПЛЕНОК
3.1. Исследование пленок, полученных в установке с «нагретой
нитью»
3.1.1. Исследование фазового состава пленок методом комбинационного рассеяния света
3.1.2. Исследование структуры поверхности пленок на атомносиловом микроскопе
3.1.3. Оптические и электрические свойства пленок, полученных при разных материалах излучателя
3.1.4. Выводы по результатам исследований на установке с нагретой нитью
3.2. Исследование пленок, полученных на экспериментальном
КОМПЛЕКСЕ С ВНЕШНИМ ИСТОЧНИКОМ ИЗЛУЧЕНИЯ
3.2.1. Исследование чистоты пленки методом рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии
3.2.2. Исследование фазового состава пленок методом комбинационного рассеяния света
3.2.3. Изучение структуры поверхности АПП на атомно-силовом микроскопе
3.2.4. Исследование структуры пленок методом спектроскопии характеристических потерь энергии электронов
3.3. Выводы
ОПТИЧЕСКИЕ И МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУЧЕННЫХ
ПЛЕНОК
4.1. ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
4.1.1. Показатель преломления и коэффициент экстинкции пленок АПП
4.1.2. Ширина оптической щели пленок АПП

4.2. Механические свойства
4.2.1. Микротвердость
4.2.2. Адгезия
4.3. ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ЛИТЕРАТУРА
СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ
ПРИЛОЖЕНИЕ I. АКТ ВНЕДРЕНИЯ

Катап їЬіЛ, ст'
Рис. 9. Принципиальная схема установки для Рис. 10. Спектр комбинационного рассеяния
получения АПП при магнетронном света АПП [78].
распылении графитовой мишени с использованием нагретой нити [78].
1.1.2. Получение пленок карбина
Первоначально карбиновые структуры были получены при различных химических реакциях сложных углеводородов Сладковым А.М., Коршаком В.В. и др. в 1960 г [24, 79]. В дальнейшем для получения тонких пленок карбина также стали использовать ионно-плазменные методы ассистированного плазмой химического газофазного осаждения [28, 80]. Данные методы во многом повторяют методы получения АПГІ. Обзор методов получения пленок карбина представлен в [24].
Отдельно стоит отметить работу [29] по осаждению пленки карбина методом магнетронного распыления в присутствии нагретой нити. В данной работе с использованием магнетрона постоянного тока было исследовано образования упорядоченной структуры (карбин) в зависимости от температуры вольфрамовой (рис. 11) нити и температуры подложки (рис. 12). Основные параметры эксперимента: материал подложки высокотемпературное стекло, нить