Материаловедение и технология. Полупроводники
Материаловедение и технология. Диэлектрики
Моделирование процессов и материалов
Эпитаксиальные слои и многослойные композиции
Представлены результаты наноразмерных исследований (методами атомно−силовой микроскопии и рентгенодифракционного анализа) одно−, двух− и трехслойных металлических нанопленок из Cr, Cu, Al и Ni, сформированных на керамической подложке из ситалла на магнетронной установке МВУ ТМ−Магна Т (НИИТМ, г. Зеленоград). Определены скорости роста и структура нанопленок при мощностях/ токах, варьируемых от 200/0,7 до 800/2 Вт/А, и времени магнетронного распыления от 30 до 360 с с рабочим давлением Ar 0,5 Па. Предложен критерий оптимизации их качества по минимальным значениям средней и среднеквадратичной шероховатостей, которые определены по скану вертикального профиля (разрешение 20 пм) атомно−силового микроскопического изображения. Установлено, что размеры нанокластерных структур, образующих нанопленки, на режимах, когда шероховатости минимальны, обладали гранулометрическим распределением, близким к гауссовому. По атомно− силовым изображениям структуры нанопленок в виде как одиночного уступа, так и уступов, получаемых за разные интервалы времени, определены скорости роста нанопленок. Выявлено влияние режимов и параметров магнетронного распыления, а также составов мишеней из Cr, Cu, Al и Ni на размеры кластеров, из которых сформированы поверхности металлических нанопленок. Методами рентгенодифракционного анализа определены текстура и изменение межплоскостных расстояний в кристаллических решетках. Обоснованность предлагаемого критерия оптимизации, связывающего параметры нанесения нанослоев и их качество, подтверждена совпадением режимов магнетронного распыления, при которых достигается как минимум шероховатости, так и усредненное значение размера области когерентности, определенное из уравнения Дебая—Шеррера.
Наноматериалы и нанотехнологии
Обобщены результаты теоретического изучения сенсорной активности наносистем на основе углеродной нанотрубки, модифицированной функциональной группой (карбоксильной, аминной, нитрогруппой) в отношении некоторых металлических атомов и ионов, выполненного с использованием полуэмпирической расчетной схемы MNDO и теории функционала плотности DFT. Рассмотрен механизм присоединения функциональных групп к открытой границе однослойных углеродных нанотруб типа zig−zag для образования химически активного сенсорного зонда на их основе и взаимодействие построенных таким образом зондов с атомами и ионами калия, натрия, лития. Проведен сравнительный анализ активности сенсорных наносистем в отношении выбранных элементов и сделан вывод о выборе наиболее предпочтительной функциональной группы для модифицирования углеродных нанотрубок, которые могут быть использованы в качестве сенсорных зондов для идентификации атомов и ионов калия, лития и натрия, в том числе присутствующих в солях и щелочах.
Физические свойства и методы исследования
ISSN 2413-6387 (Online)