Структура, дифузія і початкові стадії фазоутворення у нанорозмірних багатошарових системах метал-кремній при термічному і радіаційному впливі - Автореферат
Закономірності дифузії, структурних і фазових перетворень в багатошарових покриттях на основі скандій/кремній та молібден/кремній при виготовленні і на початкових стадіях термічної та радіаційної дії. Механізми руйнування багатошарових структур.
Аннотация к работе
АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук Структура, дифузія і початкові стадії фазоутворення у нанорозмірних багатошарових системах метал-кремній при термічному і радіаційному впливіОфіційні опоненти: член-кореспондент НАН України, доктор фізико-математичних наук, професор, Сидоренко Сергій Іванович, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут» МОН України, завідувач кафедри фізики металів; доктор фізико-математичних наук, професор, Воєводін Віктор Миколайович, Національний науковий центр «Харківський фізико-технічний інститут» НАН України, заступник директора Інституту фізики твердого тіла, матеріалознавства і технологій; доктор фізико-математичних наук, професор, Мацокін Вадим Павлович, Харківський національний університет ім. Захист відбудеться «20» жовтня 2008 р. о 14 00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 64.245.01 у Інституті електрофізики і радіаційних технологій НАН України за адресою: 61003, м. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту електрофізики і радіаційних технологій НАН України за адресою: 61024, м.Крім того, деякі багатошарові періодичні структури метал/кремній виявилися дуже перспективними відбивними елементами в оптиці дальнього ультрафіолетового діапазону (1???50 нм) внаслідок високих експериментально досягнутих коефіцієнтів відбиття. Дослідження найбільш ранніх стадій дифузії і фазоутворення становить великий науковий інтерес, а також, суто практичний, оскільки шаруваті структури метал/кремній, які використовують як вироби мікроелектроніки і як оптичні елементи для мякого рентгенівського діапазону, мають нанорозмірну товщину. · Встановити механізми утворення аморфних перемішаних зон на міжфазних межах поділу, твердих розчинів кремнію в шарах металу і механічних напружень у вихідних багатошарових періодичних покриттях. Наукова новизна результатів, одержаних при вивченні початкових стадій дифузії, фазових перетворень в багатошарових покриттях Mo/Si і Sc/Si під час їх вирощування, термічної дії та опромінення іонами і рентгенівським лазером полягає у такому: · За допомогою оригінальної електронно-мікроскопічної методики вперше був встановлений середній хімічний склад аморфних перемішаних зон у вихідних багатошарових періодичних покриттях Mo/Si і Sc/Si, одержаних методом магнетронного розпилення, який в покриттях Mo/Si відповідає дисиліциду молібдену MOSI2, а в багатошарових покриттях Sc/Si - силіциду SCSI. Встановлено, що в процесі виготовлення багатошарових покриттів Mo/Si на міжфазних межах поділу Мо-на-Si утворюється аморфна перемішана зона товщиною ?1.2 нм.У другому розділі «Обєкти і методики дослідження» описано технології виготовлення багатошарових покриттів Mo/Si і Sc/Si а також методики відпалу, опромінення прискореними частинками і методи дослідження багатошарових покриттів з нанорозмірною товщиною окремих шарів. У процесі моделювання ця товщина уточнювалася, а також визначалася густина всіх шарів у періоді БПП і шорсткість міжфазних меж. У третьому розділі «Міжфазні перемішані зони у вихідних багатошарових покриттях метал/кремній» наведено результати дослідження структури і фазового складу міжфазних меж поділу в багатошарових періодичних покриттях Mo/Si і Sc/Si у вихідному стані, запропоновано механізми формування аморфних перемішаних зон на протилежних межах поділу. Виміряно залишкові макронапруження у надтонких шарах молібдену і запропоновано механізми їх формування, виміряно параметр ґратки молібдену в ненапруженому стані і встановлено факт утворення твердого розчину заміщення кремнію в молібдені. На рис.1 наведено електронно-мікроскопічний (ЕМ) знімок поперечного зрізу багатошарового періодичного покриття Mo/Si з періодом H=15.3 нм і долею металевого компоненту к періоду БПП: ?=HMOНОМ/H ~ 0.3, де НМОНОМ - номінальна товщина шарів молібдену.Встановлено, що формування аморфних перемішаних зон складу MOSI2 на межах поділу відбувається в процесі виготовлення багатошарових періодичних покриттів Mo/Si. За відсутності потенціалу зміщення на підкладці в процесі виготовлення: - при номінальній товщині молібдену <2.3 нм, молібденовий шар аморфний і на межі Si-на-Mo утворюються аморфні перемішані зони товщиною ?1.2 нм; при номінальній товщині > 2.3 нм молібден переходить в кристалічний стан, а аморфна перемішана зона на межі Si-на-Mo стрибком зменшується до товщини ? 0.6 нм; У багатошарових періодичних покриттях з номінальною товщиною молібдену >> 2.3 нм і одержаних з потенціалом зміщення під час осадження шарів Мо, спостерігається зростання дисиліциду молібдену із зниженою густиною (приблизно на 10% щодо табличного значення) тільки на межі Мо-на-Si, що повязано з високим рівнем стискувальних напружень (~ - 2.5 ГПА) в шарі молібдену.