Для расчета радиального распределения химического состава покрытий карбида титана, осажденных при магнетронном распылении на постоянном токе составных мишеней из Ti и C, была построена математическая модель, учитывающая радиальное распределение скорости распыления составляющих мишени, косинусоидальное угловое распределение направлений движения распыленных атомов, а также меняющийся с выработкой рельеф поверхности титановой составляющей мишени. При этом в распылительной системе использовался постоянный ток, а зона эрозии имела кольцевую симметрию. Изучено влияние геометрических параметров системы на радиальное распределение концентрации составных элементов, определено оптимальное геометрическое соотношение составляющих мишени, необходимое для получения покрытий на базе соединения TiC. Методом дифракции электронов исследовано радиальное распределение фазового состава начального этапа роста покрытий.

За допомогою методу просвічувальної та растрової електронної мікроскопії вивчено механізм структуроутворення конденсатів слабкопересиченої пари Al, Cr, Ti і Cu. До числа загальних закономірностей зародження конденсатів треба віднести утворення за рахунок дифузійної коалесценції двовимірних шарів відносно великих нанокристалів. Перехід до тривимірної системи кристалів відбувається з появою довільно орієнтованих зародків на межах зерен базового двовимірного шару, що в остаточному підсумку визначає утворення тривимірної лабіринтової структури.

За допомогою ПЕМ і мікродифракції електронів досліджено початковий етап росту плівок Cr, осаджених методом магнетронного розпилення на постійному струмі. Установлено, що зародження плівок Cr за малої пересиченості парів відбувається у вигляді метастабільної аморфної фази (АФ). Посилення аморфізації на етапі утворення плівки визначається підвищенням енергії осаджених атомів стабілізаторами АФ виступають захоплені в процесі росту домішки. Зародження кристалів і наступний їх ріст відбувається за вагомої участі процесів дифузії.

Уперше досліджено основні характеристики нового іонного розпилювача стрижнів, призначеного для нанесення покриттів на внутрішню поверхню труб. За допомогою методу дифракції електронів вивчено фазовий склад конденсатів, одержаних під час розпилення стрижнів з Fe, W і C. Створено математичну модель, на підставі якої розраховано поздовжні розподіли речовини, осадженої на внутрішній поверхні труби. Проведено порівняльний аналіз теоретичних та експериментальних розподілів осадженої речовини. Встановлено характер впливу магнітних властивостей металевих стрижнів на процес їх іонного розпилювання.

Ключ. слова: конденсат, оксид титана, нитрид титана, селективная конденсация, реактивное ионное распыление
Індекс рубрикатора НБУВ: К663.030.022

Рубрики:

Металізація металів у вакуумі

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Методом ионного распыления составной мишени из элементов Cr, C и Ti между поверхностью натрий-кальциевого стекла и покрытием на базе TiC сформирован оптимизированный по структуре разгрузочный трехслойный композит. Проведены расчеты и анализ химического профиля переходного слоя.

С помощью методов растровой электронной микроскопии и рентгенофазового анализа изучены "архитектура" и фазовый состав конденсатов Ni, Al, Ta и C, полученных внутри полого катода при неравновесном осаждении атомов соответствующих материалов. Установлены закономерности проявлений фазовой и пространственно распределенной селективностей в распылительной системе и мощности разряда. Показано, что структурная форма конденсатов металлов определяется соотношением вкладов структурной и полевой селективностей, а при осаждении С переход от полевой к структурной селективности сопровождается фазовым переходом.

Исследованы проявления селективных процессов при стационарной неравновесной конденсации Cr. Акцентировано внимание на выявлении технологических условий аморфизации при достаточно высоких температурах формирования конденсатов Cr. Перечислены факторы, стимулирующие структурное разупорядочение и раскрывающие характер физических процессов неравновесной конденсации, исследованы проявления пространственно распределенной селективности зарождения и роста кристаллической фазы.

Методами растрової електронної мікроскопії та рентгенофазового аналізу вивчено "архітектуру" й фазовий склад шарів Cu, одержаних усередині пустотілого катода за умов вкрай нерівноважної конденсації. Показано, що у разі підвищення інтенсивності потоку, що осаджується, і напруженості поля над ростовою поверхнею відбувається перехід від тривимірної лабіринтової структури до стовпчастої.

Изучен механизм структурообразования конденсатов углерода при воздействии на ростовую поверхность интенсивного потока электронов и отводе теплоты от подложки. Установлено, что под действием кратковременных локальных микроразрядов происходит образование алмазоподобных включений по признаку их диэлектрических свойств.

Теоретично передбачено і експериментально реалізовано просторово розподілену селективність у процесі формування шарів Al і Cu з використанням стаціонарної нерівноважної конденсації (СНК). Показано, що "архітектура" шарів визначається положенням критичної енергії по відношенню до ефективних енергій зв'язку сконденсованих атомів на моносходинках різних кристалографічних площин, причому швидкість СНК можна суттєво підвищити, впливаючи на ростову поверхню потоком іонів приблизно однакової енергії.

Рассмотрена физическая модель работы накопительных ионно-плазменных систем. Установлены основные этапы формирования конденсатов в зависимости от времени осаждения, основами которых является предельная минимизация свободной поверхностной энергии, а также повторная нуклеация на границах сращивания кристаллов. Смена стеклянных подложек на металлические сопровождается трансформацией нормального роста кристаллов на тангенциальный. На примере закономерностей формирования конденсатов меди с использованием широкого спектра технологических параметров экспериментально подтверждена самоорганизация околоравновесной стационарной конденсации в системах на основании магнетронного распылителя с полым катодом.

Вивчено та систематизовано механізми структуроутворення конденсатів за умов прояву фазової та просторово розподіленої селективностей, залежних від хімічного складу пар, що осаджуються, і наближення до фазової рівноваги у системі пара - конденсат. Створено новий клас іонних розпилювачів, з застосуванням яких можна наносити покриття на плоскі поверхні та внутрішні поверхні труб за знижених коефіцієнтів конденсації. Визначено закономірності прояву селективних процесів у разі стаціонарного осадження слабкопересичених парів Ti, Cr, Cu і Al у високочастотному інертному середовищі, а також закономірності проявів фазової та просторово розподіленої селективностей за умов стаціонарного осадження металів і вуглецю за допомогою самоузгоджених розпилювальних систем усередині пустотілого катода, що визначає формування різних за "архітектурою" нано- та макроструктур і росту мікрокристалів різних алотропів вуглецю. Установлено закономірності прояву фазової селективності під час формування шарів системи Ti - C.

Показано, что результат квазиравновесной конденсации в накопительной системе плазма - конденсат зависит от стационарности технологического процесса, которая в общем случае определяется постоянством пересыщения, морфологией и кристаллографическим строением ростовой поверхности, а также разбросом энергии распыленных атомов. На основании модельных представлений с использованием метода Монте-Карло установлен эффект усреднения энергии распыленных атомов при их движении в плазме повышенного давления. На основании экспериментальных результатов, связанных с получением конденсатов алюминия вблизи термодинамического равновесия, установлено снижение дисперсности пленок при повышении давления рабочего газа свыше 2,4 Па, что подтверждает стационарность технологического процесса.

В рамках двумерного метода мультифрактального флуктуационного анализа исследовано самоподобие распределения конденсатов углерода, алюминия и титана, полученных методом магнетронного распыления. Показано, что фрактальная структура наиболее ярко проявляется с ростом масштаба распределения фрагментов конденсата.

Приведены объяснения механизмов структурообразования низкоразмерных пористых систем на основании различной скорости роста локальных областей поверхности конденсата и неполной коалесценции структурных фрагментов. При помощи растровой и просвечивающей электронной микроскопии изучены механизмы формирования пористых конденсатов Ti на стеклянных подложках и сколах KCl. На примере самосборки пористых слоев Ti показано, что основу подобного процесса составляют самоорганизация постоянного во времени критически малого эффективного пересыщения и непрерывное чередование взаимозависимых структурно-морфологических изменений ростовой поверхности.

Рассмотрены физические основы работы ионного распылителя стержней. На примере получения конденсатов системы Ni - Cu расширены представления о функциональных возможностях устройства при распылении с его помощью составных стержней. С применением просвечивающей электронной микроскопии и дифракции электронов изучены структурно-фазовые состояния конденсатов системы Ni - Cu в широком диапазоне элементных составов.

Індекс рубрикатора НБУВ: В378.51

Рубрики:

Вирощування монокристалів металів

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: Г122.41-27 + В371.236

Рубрики:

Цинк

Шифр НБУВ: Ж100357 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проанализированы известные методы получения конденсатов SiC, политипы этого соединения, а также предложена методика получения карбида кремния посредством магнетронного распыления составных мишеней. Приведены расчеты оптимальных геометрических характеристик составленной из кремния и графита распыляемой магнетроном мишени. По результатам исследования структуры конденсатов SiC при помощи ПЭМ и дифракции электронов, а также на основании определения элементного состава при использовании энерго-дисперсионного анализа были уточнены геометрические характеристики составной мишени, а также установлены оптимальные технологические условия получения конденсатов в виде политипа 3C - SiC, с близким к стехиометрическому элементным составом.