Розмірні ефекти в електрофізичних властивостях нанокристалічних плівкових систем в умовах взаємної дифузії та фазоутворення - Автореферат

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук Розмірні ефекти в електрофізичних властивостях нанокристалічних плівкових систем в умовах взаємної дифузії та фазоутворенняОфіційні опоненти - член-кореспондент НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор Фірстов Сергій Олексійович, заступник директора з наукової роботи Інституту проблем матеріалознавства ім. доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник Татаренко Валентин Андрійович, провідний науковий співробітник відділу теорії твердого тіла Інституту металофізики ім. доктор фізико-математичних наук, професор Равлік Анатолій Георгійович, професор кафедри фізики металів та напівпровідників Харківського національного технічного університету «ХПІ». Науковий консультант - заслужений діяч науки і техніки України, доктор фізико-математичних наук, професор Проценко Іван Юхимович, завідувач кафедри прикладної фізики Сумського державного університету. Захист відбудеться «11» травня 2006 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 55.051.02 у Сумському державному університеті за адресою: 40007, м.Внаслідок високої дисперсності кристалітів і малої товщини окремих шарів дифузія у плівках проходить більш інтенсивно порівняно з масивними зразками і може відігравати як позитивну, так і негативну роль у стабільній роботі елементів на їх основі. Це відкриває можливості для прогнозування поведінки (зі зміною товщини і температури) електрофізичних властивостей плівкових систем, які характеризуються різним ступенем взаємної розчинності компонент, та визначає актуальність подальшого розвитку наукового напряму «Розмірні явища в кристалічній структурі та електрофізичних властивостях багатошарових плівкових систем» з точки зору взаємозвязку з дифузійними процесами і фазоутворенням в нанокристалічних плівкових матеріалах. Мета дисертаційної роботи полягає у встановленні загальних закономірностей розмірних ефектів в електрофізичних властивостях багатошарових нанокристалічних плівкових систем (на основі перехідних d-металів) з різним типом взаємної розчинності компонент та зясуванні впливу на питомий опір, температурний коефіцієнт опору (ТКО), коефіцієнти тензочутливості (КТ) та параметри електроперенесення (середня довжина вільного пробігу (СДВП), коефіцієнти розсіювання і проходження міжкристалічних меж і меж поділу) температури, деформації, товщини окремих шарів, ступеня дисперсності кристалітів та процесів взаємної дифузії і фазоутворення. У плані подальшого розвитку уявлень про дифузійні процеси та фазоутворення у нанокристалічних плівкових системах метал/метал проведено експериментальне дослідження цих явищ у плівкових системах на основі Ni і (V, Ti, Co або Cr), Co і (Ti, Cr або Cu) та Cu, Cr i Sc та встановлено: - ефективний коефіцієнт взаємної дифузії в області проміжних температур має величину ~10-20-10-18 м2/с, яка більша, ніж у масивних зразках, що пояснюється меншим середнім розміром зерна у плівках і, як наслідок, більш розвинутою поверхнею меж зерен; Здійснено подальший розвиток уявлень про розмірний ефект в електрофізичних властивостях багатошарових плівкових систем в умовах прояву дії процесів взаємної дифузії і фазоутворення: - на основі теоретичних розрахунків і експериментальних результатів вперше встановлено характер залежності ТКО і КТ багатошарових металевих плівок від товщини окремих шарів; показано, що для систем загального типу залежно від співвідношення асимптотичних значень цих коефіцієнтів для матеріалів окремих шарів величина ТКО і КТ буде збільшуватися, зменшуватися або осцилювати; при цьому їх значення практично не залежать від кількості фрагментів багатошарової періодичної структури і монотонно змінюється із збільшенням товщини фрагментів.У вступі обґрунтовано актуальність теми роботи, сформульовані мета і задачі досліджень, показаний звязок з науковими темами і програмами, висвітлено наукову новизну, практичне значення одержаних результатів і внесок здобувача, наведені відомості про апробацію роботи, основні публікації автора та структуру і обсяг дисертації. У першому розділі «Розмірні ефекти в електрофізичних властивостях та дифузійні процеси у металевих плівках» перш за все проведено аналіз теоретичних моделей та експериментальних результатів, присвячених дослідженню розмірних ефектів у електрофізичних властивостях (питомий опір, температурний коефіцієнт опору і коефіцієнти тензочутливості) в одношарових металевих плівках. На основі аналізу і узагальнення цих результатів зроблено висновок, що не існує систематичних даних про вплив на параметри електроперенесення (СДВП, параметр дзеркальності зовнішніх поверхонь, коефіцієнтів розсіювання і проходження меж зерен) ступеня дисперсності кристалітів, температури, деформації та сегрегації чужорідних атомів на внутрішніх і зовнішніх межах.

Основний зміст роботи