Етапи нуклеації квазірівноважних конденсатів іонно розпилених атомів Сr, Zn, Cu, Si, Ag та Al

Автори Г.С. Корнющенко , Ю.О. Космінська , С.Т. Шевченко, В.В. Наталіч , В.І. Перекрестов
Приналежність

Сумський державний університет, вул. Римського-Корсакова, 2, 40007 Суми, Україна

Е-mail ganna.korniushchenko@fulbrightmail.org
Випуск Том 13, Рік 2021, Номер 2
Дати Одержано 25 жовтня 2020; у відредагованій формі 15 квітня 2021; опубліковано online 20 квітня 2021
Посилання Г.С. Корнющенко, Ю.О. Космінська, С.Т. Шевченко, В.В. Наталіч, В.І. Перекрестов, Ж. нано- електрон. фіз. 13 № 2, 02034 (2021)
DOI https://doi.org/10.21272/jnep.13(2).02034
PACS Number(s) 05.65. + b, 52.20.Hv, 52.77.Dq, 68.55.A
Ключові слова Магнетронне розпилення (15) , Квазірівноважна конденсація (2) , Пересичення (6) , Процеси нуклеації, Плазма-конденсат (2) , Самоорганізація (7) .
Анотація

У статті представлені результати досліджень етапів нуклеації конденсатів Cr, Zn, Cu, Si, Ag та Al при осадженні надслабких потоків розпиленої магнетроном речовини в квазірівноважних умовах в глибоко очищеному Ar. Досліджений в роботі розширений спектр металів та Si обумовлений необхідністю встановлення найбільш загальних особливостей процесу нуклеації квазірівноважних конденсатів. Як матеріал підкладки використовували свіжі сколи (001) KCl та скло. Структурно-морфологічні характеристики отриманих конденсатів вивчені за допомогою скануючої та просвічуючої електронної мікроскопії. Фазовий склад конденсатів вивчався за допомогою мікродифракції електронів. Для формування надслабких парових потоків іоннорозпилених металів та Si використана вакуумна установка з робочою камерою, що укомплектована трьома магнетронними розпилювачами на постійному струмі. Наднизькі парові потоки, що приймали участь в нуклеації, формувалися за рахунок підвищених тисків робочого газу (6-8 Па) та відстані від мішені до підкладки (80-100 мм). На основі просвічуючої та растрової електронної мікроскопії встановлено, що дія на поверхню (001) KCl часток плазми на першому етапі нуклеації визначає формування суцільної аморфної плівки, з ростом товщини якої відбувається зародження кристалічної фази. Важливою особливістю процесів нуклеації є виявлене в роботі формування базового аморфного прошарку. При збільшенні товщини аморфної базової плівки знижується вплив модифікованої плазмою поверхні (001)KCl на процес аморфізації, і, як наслідок, відбуваються локальні переходи до кристалічної фази. Показано, що залежно від структурно-морфологічних характеристик базового шару нанокристалів при подальшій конденсації може формуватися система окремих огранених кристалів або пористі наносистеми.

Перелік посилань