Синтез и свойства тонкопленочных гетероструктур на основе Fe, Ni, In, Sn

• Автор: Мячина, Татьяна Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 137 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. Свойства и способы получения тонкопленочных гетероструктур на основе Ре, , 1п, 5п, и их оксидов

1.1. Основные физикохимические свойства железа, никеля, индия и олова

1.2. Окисление металлов и сплавов. Законы роста оксидных пленок

1.3. Особенности оксидирования железа, никеля, индия и олова

1.4. Взаимодействия в системах РеМО и 1п8п0

1.5. Тонкие пленки. Синтез, свойства и структура тонких пленок

Глава 2. Основные экспериментальные методики

2.1. Магнетронный способ осаждения пленок

2.2. Методика приготовления составной мишени

2.3. Оксидирование тонких пленок в печи резистивного нагрева
2.4. Оксидирование при пониженном давлении кислорода
2.5. Характеристика эллипсометрического метода
2.6. Установка для окисления с автоматической эллипсометрией
2.7. Методики исследования состава и структуры пленок
2.8. Расчет спектров оптического поглощения и энергии оптических
переходов
Глава 3. Оксидирование тонких пленок железа, никеля, индия и олова
3.1. Термическое оксидирование тонких пленок железа в потоке кислорода
при атмосферном давлении
3.2. Особенности оксидирования тонких пленок никеля
3.3. Оксидирование тонкопленочного индия в установке автоматической
эллипсометрии
3.4. Особенности оксидирования тонких пленок олова
Глава 4. Оксидирование тонкопленочных твердых растворов железа с
н и кел ем
4.1. Кинетика оксидирование тонких пленок i
4.2. Фазовый состав окисленных пленок i
4.3. Аномальные свойства железоникелевых пленок
4.4. Физикохимическая модель возникновения особых свойств тонких пленок твердых растворов железоникель
Глава 5. Оксидирование тонкопленочных гетсроструктур, содержащих
индий и олово
5.1. Исследование термического оксидирования тонкопленочных структур I и I при атмосферном давлении в потоке кислорода
5.2. Изучение влияния вакуумного отжига на формирование тонких пленок, содержащих индий, олово и их оксиды
5.3. Эволюция фазового состава окисленных пленок I
5.4. Особенности оптических свойств сформированных Iструктур
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Вместе с тем его структура может быть охарактеризована как объемноцентрированная тетрагональная с параметрами а 0,5 и с 0,4 нм. Теплота плавления индия составляет 3,3 кДжмоль, теплота испарения 3 кДжмоль, теплоемкость при 8 К ,7 ДжмольК, энтропия , ДжмольК, теплопроводность 7, кВтмК. Твердость индия по Бринеллю 9 МПа, коэффициент сжимаемости 2,7 смкг, модуль упругости ГПа. По химическим свойствам индий является металлом с малой долей амфотерности и проявляет степень окисления 1пч и 1п. Таблица 1. Некоторые свойства железа, никеля, индия и олова. Содержание в земной коре, масс. Олово элемент 1V группы. Электронное строение атома 4,2. Валентность II и IV, заряд 2 и 4 9. Металлическое олово существует в трех модификациях. Оно принадлежит к числу немногих металлов, распадающихся на части при переходе из одной модификации в другую. Установлено наличие , и . Границы перехода и скорости превращения находятся в зависимости от температуры. Модификация серое олово диамагнитна, устойчива ниже 6,2 К и представляет собой серый порошок без металлического блеска. Эта форма имеет кубическую кристаллическую структуру подобную структуре алмаза, плотность 5,6 гсм3 и обладает проводимостью, характерной для полупроводников. При низких температурах белое серебристое олово, содержащее примесь серого олова, переходит в серое олово это явление в средние века называли оловянной чумой. Модификация белое олово является парамагнитной, устойчивой в интервапе 6,2 4 К. Это блестящий серебристобелый металл с тетрагональной структурой в виде сростков. Плотность 7, гсм3 3 К, твердость невысока 1,51,8 по шкале Мооса, олово мягче золота и тверже свинца. Металл очень тягуч и пластичен, прокаткой удается получить очень тонкие пластины толщиной до 0, мм называемые станолыо, оловянной или серебряной бумагой. Вязкость и механическая прочность малы, ковкость промежуточная между платиной и медыо лучшая ковкость при 3 К, но и в этом случае металл нельзя вытягивать в очень тонкие нити. Если элсктро и теплопроводность серебра принять за 0, то электропроводность белого серебристого олова равна ,, а теплопроводность ,2. При сгибании оловянного бруска слышится крик олова, вызванный смещением кристаллов, образующих сростки. Пленки из этого металла в проходящем свете показывают различные оттенки коричневого цвета. Имеет изотопов, основное электронное состояние 2 5. Скорость перехода рБп в осБп растет с увеличением чистоты металлического олова и с уменьшением частиц металла, достигая максимума при 1 К. С увеличением внешнего давления и количества примесей она уменьшается. Переход РЭп в аБп сопровождается изменением цвета, плотности, объема, твердости и механической прочности. Добавка 0,5 висмута в олово препятствует переходу. Модификация аБп переходит в рБп при переплавке, когда разрушаются зародыши серого олова. Серое олово может быть стабилизировано легированием германием. Установлено, что серое олово, содержащее 0, германия, переходит в белое с заметной скоростью только выше 3 К. Измерение электропроводности подтверждает отсутствие фазового превращения аБп в рБп вплоть до 3 К. Добавки кремния не способны стабилизировать серое олово. Изза резкого изменения объема при превращении белого олова в серое образцы последнего трудно получить в компактном состоянии. Чаще всего серое олово образуется в виде мелко кристаллического порошка. Лучшие кристаллы аБп получаются в форме тонких нитей из проволок белого олова, подвешенных в стеклянных трубках. Монокристаллы серого олова выделяют непрерывной кристаллизацией из амальгамы, пересыщенной белым оловом при 3 К. Кристаллизация осуществляется в течении месяца при 8 К. При этом получаются монокристаллы аБп размером до 2 см в длину с хорошо развитыми кристаллографическими гранями. Модификация уБп устойчива между 4 К и температурой плавления чистого олова 5 К. Белые ромбические кристаллы уБп с плотностью 6, 6, гсм3 хрупкие. Это обусловлено примесями, с которыми олово образует эвтектику или растворы, причем последние плавятся ниже температуры плавления чистого олова.