Синтез и свойства тонких пленок разбавленных твердых растворов медь - никель

• Автор: Ховив, Валентина Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 129 с.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Основные физикохимические характеристики меди, никеля,

их оксидов и твердых растворов на их основе

1.1 Физико химические свойства меди и ее оксидов.

1.2 Физико химические свойства никеля и его оксидов.

1.3 Диаграмма состояния никельмедь

1.4 Свойства твердых растворов.

1.4.1 Общетеоретические положения

1.4.2 Свойства и механизм дефектообразования твердых растворов в арсениде галлия, легированного изовалентными примесями в массивных образах.

1.4.3 Свойства твердых растворов в системе кремнийгерманий

1.4.4 Свойства твердых растворов на основе меди
1.4.5 Свойства и механизм дефектообразования твердых растворов в
пленках.
1.5 Кинетика и механизм окисления металлов.
1.6 Кинетика и механизм окисления меди и никеля
1.6.1 Кинетика и механизм окисления меди и ее сплавов
1.6.2 Кинетика и механизм окисления никеля и его сплавов.
1.7 Описание оксидирования с позиций представления о самоорганизации переходных слоев вблизи межфазных границ
Глава 2. Методика проведения эксперимента
2.1 Методика получения тонкопленочных твердых растворов
2.2 Методика окисления тонких пленок металлов и твердых растворов никельмедь.
2.3 Эллипсометрические измерения оптических характеристик тонких пленок никельмедьмедьникель и структур никель
медьникельоксидная пленка.
2.3.1 Измерение оптических характеристик исходных пленок.
2.3.2 Измерение толщины оксидных пленок.
2.4 Определение состава и структуры напыленых тонких пленок
никельмедь и никельмедьмедьникельоксидная пленка.
Глава 3. Физикохимические свойства тонких пленок твердых
растворов медьникель.
3.1 Оптические, электрофизические и структурные свойства тонких пленок твердых растворов медьникель
3.2 Физикохимическая модель возникновения особых свойств тонких пленок твердых растворов медьникель.
Глава 4. Особенности оксидирования тонких пленок меди, никеля
и твердых растворовна их основе.
4.1 Оксидирование тонких пленок меди в структуре кремниймедь.
4.2 Особенности оксидирования тонких пленок никеля
4.2.1 Структура оксидных слоев, образующихся при оксидировании
тонких пленок никеля
4.3 Оксидирование тонких пленок твердых растворов пиксльмсдьЮ
4.4 Окисление тонкопленочного сплава медьникель.
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Разработана физикохимическая и математическая модели возникновения особых свойств в тонких пленках твердых растворов медь никель, основанная на учете перераспределения примеси в решетке основного компонента, взаимодействия примеси с вакансиями кристаллической решетки и процесса кластерообразования. Изучен процесс оксидирования тонких пленок твердых растворов медь никель и установлено, что примесь второго компонента существенно влияет на скорость роста оксидной пленки. При этом обнаружено, что в области концентрации примеси, соответствующей особым свойствам скорость оксидирования стабилизируется и в этом интервале концентраций остается постоянной. Следовательно, показана принципиальная возможность управления коррозионными свойствами тонкопленочных твердых растворов. Практическая значимость полученных в работе результатов определяется тем, что тонкие пленки твердых растворов могут успешно конкурировать с традиционными материалами в качестве металлоразводки современных интегральных схем и приборов функциональной электроники. Достоверность результатов работы подтверждается применением в работе современных методов исследования, надежной статистической обработкой результатов экспериментов, многократным повторением экспериментов и высокой степенью воспроизводимостью данных. Области особых свойств лежат в районе 1 ат. Апробация работы. Публикации. Основное содержание работы изложено в 9 публикациях, в том числе 4 статьи опубликованы в рецензируемых научных журналах. Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего наименований. Работа изложена на 7 страницах основного текста, иллюстрирована рисунками и содержит таблиц. ГЛАВА 1. Атомный номер меди равен , а относительная атомная масса ,2С , составляет ,6. Медь представляет красноватый металл, ковкий и пластичный, с высокой электро и теплопроводностью. Устойчив к действию воздуха и воды, но подвержен атмосферным воздействиям медленно покрывается зеленой патиной карбонат. Историческую роль сыграл сплав меди бронза. Используется в виде проволоки для электрических проводов, для изготовления монет, в сплавах и т. Электроотрицательность 1, по Полингу, 1, по Оллреду , 4, эВ абсолютная. Эффективный заряд ядра 4, по Слетеру, 5, по Клементи, 8, по ФрезеФишеру . Температура плавления, К ,6. Температура кипения, К . АНПЛ. Джмоль ,0. ДНИСП. Джмоль 4,6 Плотность, кгм3 3 К жидкость при т. Удельная магнитная восприимчивость, м3кг 1,1 9 те. Тип кристаллической решетки параметры элементарной ячейки, пм пространственная группа ГЦК а0. ГтЗт 1. Таблица 1. Состояние кДжмоль кДжмоль 5, ДжКмоль Ср. Твердое 0 0 . Г азообразнос 8. Более подробно остановимся на рассмотрении диаграммы состояния СиО. Частная система . Сплавы, содержащие до 3, ат. Температура эвтектики, по данным всех исследователей, равна , а эвтектический состав 1, ат. Си или 1, 2,2 ат. Ориентировочное значение 1, ат. О получено методом микроскопического и химического анализов 2. В различных исследованиях указывается, что растворимость кислорода в меди в твердом состоянии очень мала, значительно ниже 0,6 ат. О при С и ниже 0,8 ат. О при 0С. По данным работы 2, растворимость увеличивается от 0,8 ат. О при 0 С до 0,6 ат. С 0, ат. С и 0, ат. О при С. Однако данные, сообщаемые в работе 2, которые на порядок величины меньше, повидимому, более надежны 0,8 ат. С 0,8 ат. С 0,1 ат. С 0,8 ат. С и примерно 0,7 ат. С. На тех же самых образцах, но другим методом химического анализа, найдены еще более низкие значения 0, ат. С 0,4 ат. С и 0,3 ат. С. Значения растворимости по данным работ 0,6 ат. С и 0,6 ат. Сплавы, содержащие до ,3 ат. Существует область не смешиваемости в жидком состоянии между Си и Си. Монотектическая температура составляет сС или С. Химическим анализом закристаллизовавшихся слоев установлено, что состав двух расплавов, находящихся в равновесии при этой температуре, составляет 8,4 ат. О. На основании термического анализа для этих составов приводятся значения 5,7 и ,1 О. Состав двух расплавов при , и С был определен химическим анализом после закалки с этих температур см. Так как этот метод определения границ области не смешиваемости в жидком состоянии мало надежен, эти значения следует принимать с оговоркой 2. Рис. Диаграмма состояния медькислород.