Студопедия
Обратная связь


Авиадвигателестроения Административное право Административное право Беларусии Алгебра Архитектура Безопасность жизнедеятельности Введение в профессию «психолог» Введение в экономику культуры Высшая математика Геология Геоморфология Гидрология и гидрометрии Гидросистемы и гидромашины История Украины Культурология Культурология Логика Маркетинг Машиностроение Медицинская психология Менеджмент Металлы и сварка Методы и средства измерений электрических величин Мировая экономика Начертательная геометрия Основы экономической теории Охрана труда Пожарная тактика Процессы и структуры мышления Профессиональная психология Психология Психология менеджмента Современные фундаментальные и прикладные исследования в приборостроении Социальная психология Социально-философская проблематика Социология Статистика Теоретические основы информатики Теория автоматического регулирования Теория вероятности Транспортное право Туроператор Уголовное право Уголовный процесс Управление современным производством Физика Физические явления Философия Холодильные установки Экология Экономика История экономики Основы экономики Экономика предприятия Экономическая история Экономическая теория Экономический анализ Развитие экономики ЕС Чрезвычайные ситуации ВКонтакте Одноклассники Мой Мир Фейсбук LiveJournal Instagram 500-летие Реформации

Загрузка...

Электронно- и ионно-стимулированные процессы на поверхности твердых тел

| следующая статья ==>

 

Начало исследованиям электронно-стимулиро­ванных процессов (ЭСП) на поверхности твердых тел было положено в 1975 г. В условиях бомбардировки электронами низких энергий было продемонстрировано ло­кальное осаждение пленок металла в области взаимодействия сканирующего электронного пуч­ка с подложкой, которое закончилось получением опытных образцов пленок Ag, полностью локали­зованных на следе электронного пучка. Эффект объяснялся созданием на поверхности радиаци­онных дефектов, являющихся дополнительными центрами конденсации, способствующих эпитаксиальному выращиванию пленок различных ме­таллов и полупроводников, значительно снижая температуру эпитаксии. Наконец, была также по­казана возможность управления свойствами рас­тущей пленки электронами низких энергий, что позволило получить островковые пленки с задан­ными размерами островков. Этот результат ока­зался весьма ценным при исследовании различ­ных размерных эффектов.

В последние годы большое внимание уделя­лось таким практически важным вопросам, как электронно-стимулированная диффузия частиц на поверхности, электронно-стимулированная де­сорбция, в частности, была изучена радиационная стойкость керамики в ионных космических двига­телях по отношению к низкоэнергетичным элек­тронам и ионам.

Систематическое исследование ионно-стимулированных процессов на поверхности твердых тел (ИСП), их закономерностей и, в пер­вую очередь, выяснение механизма ионной стимуляции конденсации и роста пленок проводи­лось с 1975 г. Была разработана пер­вая теоретическая модель ионно-стимулированного зарождения конденсата на поверхности, базирующаяся на представлении об образовании под действием ионов точечных дефектов - цен­тров конденсации, на которых ликвидируется барьер зародышеобразования, а также впервые обнаружена ионная стимуляция поверхностной диффузии. Это легло в основу физических основ диагностики дефектной металлической поверхно­сти для выявления уничтоженных маркировочных обозначений и усталости металла, базирующейся на получении в областях остаточной деформации контраста (в некоторых случаях визуального), проявляющегося при ионной бомбардировке за счет изменения относительных концентраций им­плантированных газов и компонентов металла.

В своем роде решающую роль в развитии исследований ионно-стимулированных процес­сов и синтеза двух новых метастабильных алло­тропных форм углерода - линейно-цепочечного (ЛЦУ) и гранецентрированного (ГЦК) углерода сыграло исследование влияния ионного облуче­ния на процессы формирования, структуру и свойства углеродных пленок, которое показало, что в зависимости от энергии ионного облучения Аг+= 0...200эВ) свойства аморфных углерод­ных пленок, конденсируемых в условиях ионного облучения, резко немонотонно изменяются с энергией ионов, а в ряде случаев зафиксировано изменение типа химической связи между атомами углерода. В последующем было надежно уста­новлено, что в селективных интервалах энергии ионного облучения имеет место изменение ближ­него порядка в расположении атомов углерода происходит ионная стимуляция фазовых превращений, приводящая к изменениям свойства угле­родных пленок.

Впервые проведен теоретический анализ ме­ханизма перестройки структуры углеродных кла­стеров под действием медленных ионов, учиты­вающий эффекты неупругого взаимодействия ио­нов с углеродным конденсатом, приводящие к ин­тенсивному возбуждению электронной подсисте­мы пленки. Такой подход позволил объяснить не­монотонный характер энергетической зависимости эффекта ионного воздействия осциллирующей за­висимостью от энергии сечения резонансной пере­зарядки ионов на углеродных кластерах.

Был разработан и применен но­вый метод обработки Оже-спектров, развит метод деконволюции KVV Оже-линий углерода для оп­ределения плотности электронных состояний в валентной зоне а-С. С применением этого метода, а также с помощью анализа спектра характери­стических потерь энергии электронов была впер­вые исследована электронная структура карбиновой аллотропной модификации углерода и доказана его линейно-цепочечная структура.

Эти работы положили начало новому циклу приоритетных пионерских исследований, посвя­щенных развитию методов синтеза и исследова­нию свойств и структуры линейно-цепочечного углерода. К настоящему времени реализованы методы газоразрядной, лазерной и ионно-стимулированной конденсации карбиновых пленок, предложены способы управления структурой кар­бина с применением радиационных методов, по­зволяющие получать различные модификации карбина. Заложены основы колебательной спек­троскопии карбина, и исследована атомная струк­тура карбина с применением современных мето­дов исследования и обработки эксперименталь­ных данных; это впервые позволило построить структурную модель карбина, абсолютно адек­ватную картине электронной дифракции. Таким образом, были развиты физиче­ские основы методов управляемого нанесения тонких пленок, ионно- и электронно-стимулиро­ванные процессы на поверхности твердого тела, адсорбции, поверхностной диффузии, эпитаксиально-ориентированного роста тонких пленок, получены новые вещества в форме нанофаз, в том числе, способные к самоорганизации.

Развивая углеродную тематику в плане полу­чения углеродных пленок с широким спектром свойств и, в частности, алмазных пленок, с 1992 года ведется исследование ультрадисперсно­го алмаза (УДА), получаемого методом взрывного синтеза. Проведенные исследования атомной и электронной структуры УДА позволили предло­жить метод получения ультрадисперсных алмаз­ных пленок с применением лазерного испарения. Рекордно высокая плотность частиц в пленке оп­ределила перспективу их использования как заро­дышевого подслоя для последующего наращива­ния алмаза методом CVD. Это привело к сущест­венному повышению качества CVD-пленок, их оптических и механических свойств.

Проведены работы по формированию ориентиро­ванных молекулярных пленок методами вакуум­ной конденсации и ионной полимеризации в ка­честве альтернативы методу Ленгмюра-Блоджетт, применяемого исключительно к узкому кругу ве­ществ - молекул с гидрофильными и гидрофоб­ными группами. Экспериментально изучены за­кономерности роста тонких ориентированных пленок, базирующиеся на анализе межмолекуляр­ных взаимодействий и взаимодействий подложка - адсорбат, объясняющие основные эксперимен­тальные закономерности ориентированного роста.

Таким образом, нанотехнология является междисципли­нарной областью фундаментальной и прикладной науки и техники, имеющая дело с синтезом нано-материалов, исследованием их свойств, созданием технических систем на их основе для различных практических приложений, а также включающая разработку принципов и устройств, необходимых для реализации вышеуказанных процессов. Поэтому можно считать основные методы управляемого создания различного рода наноматериалов и наноструктур важной областью современных нанотехнологий.

 

Успех отмеченных выше исследований во многом зависит от наличия источников электронных, ионных и атомарных (молекулярных) пучков с ши­роким диапазоном их параметров: энергии, плотно­сти и массового состава, а также длительности. Многие из таких источников были результатом многолетних исследований физики газовых раз­рядов всех существующих типов: разряда с по­лым катодом, стационарных и импульсных раз­рядов постоянного тока, высокочастотных, мик­роволновых и лазерных, дуговых, искровых раз­рядов и плазменных струй, комбинированных систем.

Разработанные плазмотроны - генераторы плазменных струй для обработки поверхности различных материалов с защитой области взаи­модействия плазма - поверхность оболочкой ней­трального газа.

Наконец, большие успехи в создании новых наноструктурированных углеродных материалов были достигнуты с помощью разработанных реак­торов на основе специальным образом организо­ванных сильноточных импульсных вакуумных дуг в магнитном поле, укомплектованных дополнительно источниками ионов. Следует упомянуть здесь и об уникальном источнике кластерных ионов, который также предполагается использовать, например, для полировки поверхности образцов или наоборот, создания некоего рельефа, имплантации и др.

 

| следующая статья ==>





 

Читайте также:

Сенсорные сигналы от проприоцепторов

Эффект Мейснера и его практическое применение

СКВИД на переменном токе

Исследования химических и биологических процессов на поверхности кантилевера. Хемосорбция низкомолекулярных веществ и поверхностные химические реакции

Архитектура кантилеверных датчиков и системы контроля за положением кантилеверов

Электромеханическая память

Временная характеристика восприятия действующих стимулов

Физические основы колебательной спектроскопии

Эффект Ганна

Развёртывающие устройства

Эффект Штарка

Вернуться в оглавление: Физические явления

Просмотров: 1627

 
 

54.196.105.189 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам.