Структуроутворення шарів Al, Cu, Ni, Сr, Ta, Ti та C при нерівноважному переході речовини в конденсований стан - Автореферат

Сумський державний університет Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наукНауковий керівник - кандидат фізико-математичних наук, доцент Перекрестов Вячеслав Іванович, доцент кафедри фізичної електроніки Сумського державного університету. Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, доцент Багмут Олександр Григорович, Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", професор кафедри теоретичної та експериментальної фізики; кандидат фізико-математичних наук, доцент Коропов Олександр Володимирович, Інститут прикладної фізики НАН України, старший науковий співробітник відділу теоретичної фізики. Дисертацію присвячено вивченню закономірностей та механізмів селективного зародження та росту різних структурно-фазових форм вакуумних конденсатів в умовах стаціонарного нерівноважного переходу речовини в конденсований стан на прикладі деяких металів та вуглецю. Досліджено вплив фізичних властивостей осаджуваних матеріалів та ступеня нерівноважності конденсації на прояви польової, структурної та фазової селективностей при осадженні речовини зі слабкопересичених парів, а також з високопересичених парів при безпосередній дії плазми на ростову поверхню.Нерівноважна форма переходу речовини в конденсований стан є потужним інструментом формування структурно рівноважних шарів з необхідними фазовим складом та структурними особливостями ("архітектурою") і, таким чином, являє собою перспективний засіб вирішення цілого ряду актуальних наукових і практичних завдань сьогодення. Таке маніпулювання речовиною на атомно-молекулярному рівні значною мірою дозволяє віднести нерівноважну конденсацію до нанотехнологічного напряму. У даній роботі показано, що за умови нерівноважного переходу речовини в конденсований стан формуються високопористі шари у вигляді різних за "архітектурою" мікро-і наноструктур, які можуть знайти застосування в сенсорній техніці, як каталізатори, ультратонкі фільтри і т. ін. Знання цих закономірностей дозволить, з одного боку, значно розширити сучасні уявлення про механізми конденсації речовини, а з іншого - визначить нові альтернативні можливості технологій синтезу вакуумних шарів, перспективних для практичного використання. Обєкт досліджень - процес стаціонарного нерівноважного переходу речовини в конденсований стан, який відбувається в умовах гранично малих пересичень або при опроміненні ростової поверхні потоком заряджених частинок.У вступі обґрунтовано актуальність теми дослідження, визначено мету та задачі дисертаційної роботи, розглянуто наукову новизну одержаних результатів і їх практичне значення, зазначено особистий внесок автора в роботу, наведено відомості про апробацію результатів роботи, публікації, а також структуру рукопису. У третьому розділі наводяться та аналізуються результати досліджень закономірностей селективного структуроутворення шарів Cr, Al, Cu та Ti, отриманих при конденсації надслабких парових потоків, сформованих за рахунок підведення до розпилювача потужності ~ 2-5 Вт. Прямим проявом просторово розподіленої селективності росту конденсату є перехід до формування тривимірної високопористої лабіринтової системи кристалів, який відбувається внаслідок зародження кристалів на границях зерен, а також анізотропії швидкості їх росту в різних кристалографічних напрямках. Такий процес переходу речовини в конденсований стан, коли визначальним є встановлення одним атомом достатньо сильних звязків з ростовою поверхнею (умова Еа>Екр), а не колективні процеси в термодинамічній системі пара-конденсат, називається нерівноважною конденсацією. При цьому прояв процесів структурної, польової та фазової селективностей росту відповідних шарів залежить від величини напруженості електричного поля над ростовою поверхнею (Ее), температури конденсації, інтенсивності осаджуваного потоку та потоку іонів аргону, що діє на ростову поверхню.

2. Основний зміст роботи