- •Технологія одержання і застосування плівКових матеріалів
- •Проценко і.Ю., Шумакова н.І.
- •© І.Ю.Проценко, н.І Шумакова, 2008
- •Передмова...................................................................................... 7
- •Конструкції термовипарників та їх застосування……… 19
- •Передмова
- •1 Основи термодинаміки та кінетичної теорії газів
- •Рівноважний тиск пари
- •1.2 Розподіл атомів пари за швидкостями
- •1.3 Механізми випаровування рідин та твердих тіл
- •2 Конструкції термовипарників та їх застосування
- •2.1 Загальна інформація
- •2.2 Випаровування із дротів та металевої фольги
- •2.3 Випаровування із тиглів, матеріали тиглів
- •2.4 Випаровування матеріалів електронно-променевими методами
- •3 Вакуумно-плазмова технологія
- •4 Плазмові випарники
- •4.1 Випарники з випаровуванням матеріалу катода
- •4.2 Вакуумно-дугові випарники
- •4.3 Випарники з випаровуванням матеріалу анода
- •4.4 Електронно-променеві випарники
- •5 Метод іонного та реактивного розпилення
- •5.1 Іонне розпилення
- •5.2 Реактивне розпилення
- •6 Особливості випаровування сплавів та хімічних сполук
- •7 Методи контролю товщини плівок
- •7.1 Мікрозважування
- •7.2 Метод кварцового резонатора
- •7.3 Оптичні методи
- •7.4 Інші методи
- •8 Характеристика елемента карбону
- •9 Класифікація алотропів карбону
- •10 Фізичні властивості алотропів карбону
- •11 “Метастабільність алмазу” та шляхи його одержання
- •12 Хімічний синтез алмазу
- •13 До історії розвитку хімічного синтезу алмазу
- •14 Методи одержання алмазоподібних плівок
- •14.1 Термохімічні методи осадження
- •14.2 Електророзрядні методи
- •14.3 Комбіновані розряди
- •14.4 Методи одержання апп на атмосфері
- •15 Методи одержання гідрогенезованих
- •16 Методи одержання ультрадисперсних алмазів (уда) і наноалмазів (на)
- •17 Методи одержання
- •18 Хімічний склад і кристалічна структура
- •18.1 Нітрид титану
- •18.2 Карбід вольфраму
- •Задачі та вправи
- •19 Уявлення про адатом, кластер та критичний зародок
- •20 Залежність розміру критичного зародка від матеріалу плівки та підкладки
- •21 Механізми конденсації плівок, їх узагальнена діаграма
- •22 Чотири стадії росту плівки
- •22.1 Утворення острівців
- •22.2 Коалесценція острівців
- •22.3 Утворення каналів
- •22.4 Утворення суцільної плівки
- •23 Критична товщина і критична температура конденсації
- •24 Утворення дефектів у процесі росту плівки
- •24.1 Дислокації
- •24.2 Межі зерен
- •24.3 Шорсткість та пористість конденсатів
- •25 Епітаксіальний ріст плівок
- •25.1 Зародження епітаксіальних частинок
- •25.2 Механізми епітаксіального росту
- •26 Змінювання параметра решітки, псевдоморфний ріст плівок
- •27 Види спряжень кристалів при епітаксіальному рості
- •28 Субструктура полікристалічних плівок
- •29 Нанокристалічні та аморфні матеріали
- •30 Внутрішні макронапруження в конденсатах
- •30.1 Вплив температури підкладки
- •30.2 Причина виникнення макронапружень у
- •30.3 Вплив товщини плівок, швидкості конденсації та термообробки
- •30.4 Розрахунок величини st
- •30.5 Методи вимірювання s
- •Вплив іонного бомбардування підкладки на властивості плівок
- •32 Процес старіння в тонких плівках
- •Датчики температури із платини та нікелю
- •Термопари
- •Терморезистори із від’ємним і додатним
- •Кремнієві датчики
- •37 Датчики на основі металевої плівки
- •38 Термокондуктометричні та термохімічні
- •39 Тонкоплівкові газові датчики
- •40 Датчики вологості
- •41 Уявлення про тензоефект
- •42 Перетворення деформації тензорезистором
- •43 Передача деформації чутливому елементу
- •44 Металеві тензодатчики
- •45 Напівпровідникові та полімерні тензорезистори
- •46 Магніторезистивні датчики
- •47 Датчики Холла
- •Технологія одержання і застосування плівкових матеріалів
Задачі та вправи
Задача 1 Викласти фізико-хімічні основи методу іонно-стимульованого осадження нітридних плівок.
Задача 2 Електронографічні дослідження [1] ГЩП-фази W2C показують, що найбільш інтенсивні лініїї (002) і (110) мають міжплощинні відстані 0,235 і 0,177 нм. За цими даними оцінити величину параметрів а і с ГЩП - решітки.
Відповідь: а = 0,300 нм, с = 0,472 нм.
Задача 3 Згідно з даними [2] плівковий нітрид титану має ГЦК - решітку з параметром а = 0,424 нм, причому радіус іона Ті має величину r+ = 0,147 нм. Виходячи із цих даних, оцінити величину радіуса (r-) іона азоту.
Задача 4 Виходячи із даних [3], визначити фізичні й хімічні методи отримання нанокристалічних нітридів і карбідів.
Список літератури
Иевлев В.М., Сербин О.В., Кущев С.Б. и др. Синтез пленок карбидов W при быстром фотонном отжиге пленочных гетероструктур W/C// Алмазные пленки и пленки родственных материалов.- Харьков: ННЦ ХФТИ, 2003.- С. 302-309.
Васильев М.А., Панарин В.Е., Ткачук А.А. Покрытия из TiN, осажденные методом вакуумного дугового разряда (обзор)// Металлофиз. новейшие технол.- 2000.- Т.22; № 11.- С. 58-71.
Андриевский Р.А. Синтез и свойства пленок фаз внедрения// Успехи химии.- 1997.- Т.66. № 1.- С. 58-76.
Список літератури до частини 1
Глэнг Р. Вакуумное испарение // Технология тонких пленок. / Под ред. Л.Майссела, Р.Глэнга.- Москва: Советское радио, 1977.- Т.1.- C.9-174.
Радушкевич Л.В. Курс термодинамики.- Москва: Просвещение, 1971.- C.32-198.
Проценко И.Е. Тонкие металлические пленки в науке и технике.- Киев: Знание, 1988.- N12.-C.11-12.
Слуцкая В.В. Тонкие пленки в технике СВЧ.- Москва: Советское радио, 1967.- 456 с.
Дутчак Я.Й. Молекулярна фізика. - Львів: ЛДУ, 1973.- C. 95-97.
Хирс Д., Паунд Г. Испарение и конденсация.- Москва: Металлургия, 1966.- 195с.
Nіcholson Y.L. Method of vacuum deposition of refractory metal fіlms// RSІ.- 1963.- V.34, N1.- P. 118.
Гладких М.Т., Проценко І.Ю., Хоткевич В.Т. Фазові переходи в тонких плівках вольфраму та молібдену // ДАН УРСР.- 1971.- Т.74А.- С.668-671.
Проценко И.Е., Шамоня В.Г., Яременко А.В., Яременко Л.А. Электростатическая стабилизация капли металла при электронно-лучевом испарении в диодной пушке // ПТЭ.- 1991.- Т.2.- С. 206-207.
Самсонов Г.В., Эпик А.П. Тугоплавкие покрытия. – Москва: Металлургия, 1973. – 400 с.
Саенко В.А. Источники плазмы и ионов с однородно испаряющимся электродом (обзор) // Проблемы специальной электрометаллургии. – 1997. - № 3. – С.35-60.
Саенко В.А. Интенсивные стационарные электрические разряды с однородно испаряющимся в вакууме электродом // Прикладная физика. – 1997. - № 4. – С.48-66.
Венер Г.К., Андерсон Д.С. Физический механизм распыления материалов под действием ионной бомбардировки (ионного распыления) // Технология тонких пленок. / Под ред. Л.Майссела, Р.Глэнга.- Москва: Советское радио, 1977.- Т.1.- С.352-404.
Майссел Л. Получение пленок методом ионного распыления // Технология тонких пленок. / Под ред. Л.Майссела, Р.Глэнга.- Москва: Советское радио, 1977.- Т.1.- С.405-460.
Векшинский С.А. Новый метод металлографического исследования сплавов.- Москва: Гостехиздат, 1944.
Плискин В.А., Занин С.Ж. Толщина и химический состав пленок// Технология тонких пленок. / Под ред. Л.Майссела, Р.Глэнга. - Москва: Советское радио, 1977.- Т.2.- С.176-245.
17 Proceebings оf 4th International Symposium on Diamond Films and Related Materials.- Kharkiv: ННЦ ХФТИ, 1999.- 367с.
18 Алмазные пленки и пленки родственных материалов //Сборник докладов 12-го Международного симпозиума «Тонкие пленки в электронике».- Харьков: ННЦ ХФТИ, 2001.- 342с.
Алмазные пленки и пленки родственных материалов //Сборник докладов 5-го Международного симпозиума «Алмазные пленки и пленки родственных материалов».- Харьков: ННЦ ХФТИ, 2002.- 317с.
Самсоненко С.Н., Сельская И.В., Самсоненко Н.Д. и др. Строение и структурные характеристики поликристаллических алмазных пленок //Сборник докладов 12-го Международного симпозиума МСТПЭ-12.- Харьков: ННЦ ХФТИ, 2001.- С. 35-37.
Труды Третьего международного симпозиума “Вакуумные технологии и оборудование”. – Харьков: ННЦ ХФТИ, 1999.- 170с.
22 Долматов В.Ю. Опыт и перспективы нетрадиционного использования ультрадисперсных алмазов взрывного синтеза //Сверхтвердые материалы.- 1998.- №4.-С.77-81.
Дорошенко А.А., Семенович В.И., Хандожко С.И. и др. Характер колебательных спектров алмазоподобных пленок// Сверхтвердые материалы.- 1993.- № 4.- С. 15-20.
Андреев В.Д., Созин Ю.И. Структура кристаллитов ультрадисперсных алмазов //Сверхтвердые материалы.- 1998.- № 4.- С. 67-69.
Богатырева Г.П., Созин Ю.И., Олейник Н.А. Структура, субструктура, фазовый состав ультрадисперсных алмазов АДС и УДА// Сверхтвердые материалы.- 1998.- № 4.- С. 5 -9.
Даниленко В.В., Петруша И.А., Олейник Г.С. и др. Эволюция структуры компакта при спекании нанодисперсных алмазов в условиях высоких давлений // Сверхтвердые материалы.- 1998.- №4.- С. 53-61.
Смехнов А.А. Формирование состава поверхности ультрадисперсных алмазов //Сверхтвердые мате-риалы.- 1998.-№ 1.- С. 33-39.
Андриевский Р.А. Синтез и свойства пленок фаз внедрения// Успехи химии.- 1997.- Т.66, № 1.- С. 57-76.
Васильев М.А., Панарин В.Е., Ткачук А.А. Покрытия из нитрида титана, осажденные методом вакуумного дугового разряда (обзор) //Металлофиз. новейшие технол.- 2000.- Т.22, № 11.- С. 58-71.
Иевлев В.М., Сербин О.В., Кущев С.Б. и др. Синтез пленок карбидов W при быстром фотонном отжиге пленочных гетероструктур W/C //Алмазные пленки и пленки родственных материалов.- Харьков: ННЦ ХФТИ, 2003.- С. 302-309.
Частина 2 Взаємний зв'язок між умовами одержання тонких плівок та ЇХ особливостями
Розділ 4 Механізми конденсації та росту тонких плівок