Рiст та структура неорганічних полімерних плівок на основі вуглецю та селену - Автореферат

Ріст та структура неорганічних полімерних плівок на основі вуглецю та селенуДослідження закономірностей утворення плівок та їх структури під час кристалізації у процесі конденсації з газового середовища в теперішній час є актуальною науково-технічною задачею, оскільки умови зародження та росту кристалічної фази мають вирішальне значення у формуванні мікро-і макроструктури плівок, виявляють їх якість та різноманітні фізичні, хімічні та технологічні властивості. Інтерес у цьому плані становить клас простих речовин, які відносяться до так званих неорганічних полімерів: вуглець, алмаз, селен та інші. Вельми актуальною виявляється розробка механізмів кристалізації неорганічних полімерів від самих тугоплавких (алмаз) до легкоплавких (селен) та утворення їх структури. Незважаючи на елементарний склад алмазу, до цього часу немає ясної картини формування кристалічної будови плівок при вирощуванні їх з парового середовища, оскільки ріст проходить в важко контрольованих технологічних умовах, та нема систематичних експериментальних даних з впливу різноманітних факторів на цей процес. Основні дослідження були виконані у межах державних науково-дослідницьких робіт: №01890088758 «Разработать теорию электронных явлений в алмазе и на границах раздела алмаза с другими средами, а также активные элементы электроники на основе алмаза»; №01890088757 «Исследовать механизм формирования электронных свойств алмазных материалов на стадии обработки потоком энергии высоких плотностей с целью разработки управления технологическими процессами создания первичных преобразователей систем автоматики стойких к химически агрессивным средам и радиации на основе алмаза»; №01890088759 «Создать установку и разработать технологию получения алмазных пленок для элементной базы сложной бытовой техники»; «Фізичні основи створення нових алмазних матеріалів електронної техніки i електронні процеси в їх структурах»; проект 4.3/343 ГКНТ «Синтез алмазных кристаллических пленок как основа новых технологий обработки, покрытий, биомедицины и электроники»; №0197U001854» Розвиток фундаментальних основ алмазної електроніки для потреб електротехніки, електроенергетики, автоматики та мікропроцесорної техніки»; №0200U001380 «Вплив зовнішніх умов на процеси у суцільному середовищі»; №0100U000931 «Розробка електричної моделі алмазних плівок на підставі експериментальних і теоретичних досліджень»; №0100U000928 «Розробка електромагнітних та механічних засобів переведення розплавлених речовин в переохолоджений рідинно-кристалічний стан з метою одержання якісних виробів після затвердення».У розділі 1 проаналізовано сучасний стан методів здобуття неорганічних полімерних плівок на підставі вуглецю та селену (хімічного синтезу алмазних плівок та осадження плівок селену з пари, вивчення їх структури та властивостей). Відмічається, що при різних параметрах осадження (температури підкладинки, тиску та концентрації парів), утворюються плівки, які відрізняються більшою різноманітністю фазового складу проміжного шару «плівка-підкладинка», що впливає на зародкоутворення та початкову структуру плівок. Подана номенклатура отриманих нами алмазних плівок, що різняться одна від одної за умовами їх синтезу: тисками та концентраціями парів СН4 і Н2, температурами та типами підкладинок, товщинами плівок. Дослідження плівок алмазу під час процесу поетапного наростання (чотири етапи по 600с кожний) без використання «запалювалок» під тиском р=10,7КПА парів та концентрації 2% СН4 показали, що в залежності від температури підкладинки структура плівок що утворилася різна. Результати досліджень плівок при р=10,7 і 21,3КПА та 2% СН4 показали, що з підвищенням Тп швидкість росту плівок V має вид кривих з максимумами.Методом високотемпературної хімічної транспортної реакції у системі активізований графіт - водень і метан з концентрацією 2,4,6% СН4 та тиском пари від 5 до 32КПА синтезовані алмазні плівки товщинами від 0,12 до 11,4 мкм на вольфрамових та кремнієвих підкладинках при температурах від 1013К до 1273К, та проведені систематичні рентгеноструктурні дослідження впливу тиску, складу парів, температури підкладинки на різні стадії росту плівок та їх структуру. Рентгенодифракційним методом встановлено, що формуванню алмазної плівки на вольфрамовій підкладинці передує утворення карбідів W2C та WC. Встановлено, що під час синтезу алмазу на W і Si-підкладинках методом ВХТР структура плівок залежить від тиску р парів, температури підкладинки Тп, концентрації СН4 і товщини плівки d.

Основний зміст роботи