СОДЕРЖАНИЕ
с.
Перечень условных обозначений символов, единиц, сокращений
и терминов
ВВЕДЕНИЕ
РАЗДЕЛ
ТЕХНОЛОГИИ И ФИЗИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ КВАЗИ-РАВНОВЕСНОЙ СТАЦИОНАРНОЙ КОНДЕНСАЦИИ
1.1. Процессы нуклеации
1.2. Технологии получения квазиравновесной стационарной конденсации, основанные на физических принципах
1.3. Технологии получения квазиравновесной стационарной конденсации
с привлечением химически активной среды
1.3.1. Формирование конденсатов при разложении металло-
органических соединений
1.3.2. Электролитическое осаждение
1.3.3. Осаждение из пересыщенных растворов
1.3.4. Химическое осаждение из газовой фазы
Выводы к
разделу
РАЗДЕЛ
МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Конструктивные и функциональные особенности распылителей на
базе полого катода
2.2. Физические основы самоорганизации предельно малых стационарных пересыщений в накопительных ионно-плазменных системах
2.3.Влияние вакуумных условий получения конденсатов при
квазиравновесной стационарной конденсации
2.4. Вакуумные условия получения конденсатов
Выводы к
разделу
РАЗДЕЛ
ФОРМИРОВАНИЕ НАНОСИСТЕМ ПРИ ОКОЛОРАВНОВЕСНОЙ КОНДЕНСАЦИИ МЕДИ В СВЕРХЧИСТОЙ ИНЕРТНОЙ СРЕДЕ
Выводы к
разделу
РАЗДЕЛ
МЕХАНИЗМЫ СТРУКТУРООБРАЗОВАНИЯ СЛОЕВ Al И Cu В НАКОПИТЕЛЬНЫХ ИОННО-ПЛАЗМЕННЫХ СИСТЕМАХ
4.1. Закономерности структурообразования слоев алюминия
4.1.1. Проявления структурной селективности
4.1.2. Закономерности структурообразования конденсатов в условиях влияния полевой селективности
4.2. Структурообразование слоев меди
4.3. Обобщенный анализ экспериментальных результатов
Выводы к
разделу
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ, СИМВОЛОВ, ЕДИНИЦ, СОКРАЩЕНИЙ И ТЕРМИНОВ
i - число частиц в зародыше
- площадь, занимаемая одним атомом на поверхности
na - концентрация конденсируемых атомов на поверхности роста
- равновесная концентрация адатомов
- межфазовая энергия границы островка на единицу длины
Tс - температура ростовой поверхности
? - поверхностная энергия конденсата
- контактный угол
?i - длина свободного пробега
F(i) - свободная энергия образования зародыша
I - скорость зародышеобразования
?D - характерное время роста островков
tD - среднее время между двумя последовательными диффузионными прыжками
lD - длинна диффузионного прыжка
ni - поверхностная плотность островков
- средний размер островков
r* - относительный размер
g(r*) - функции распределения островков по относительным размерам
?s - свободная энергия поверхности подложки
?f - свободная энергия поверхности пленки
- удельный объем, приходящийся на одну частицу в паре
- удельный объем, приходящийся на одну частицу в конденсате
- энтропия пара
- энтропия конденсата
Rz - газовая постоянная
- давление рабочего газа
- мощность, подводимая к распылителю
- пересыщение
mа - масса атомов распыляемого вещества
mr - масса атомов рабочего газа
Jt - поток атомов на мишень
Js - поток атомов на подложку
- длина термализации
- расстояние мишень подложка
- концентрация атомов мишени в пространстве между диффузионным источником и подложкой
- концентрация атомов мишени в пространстве между диффузионным источником и мишенью
- температура неразогретого рабочего газа
- добавочная температура разогрева газа под действием разряда
Еd - энергия десорбции
Es - средняя суммарная энергия, которую имеет адатом вследствие неполной термической аккомодации и прямой или опосредованной передачи импульса со стороны частиц плазмы
? Еq - отклонение от Es
Jq - поток подходящего к заслонке распыляемого вещества, определяемый мощностью разряда
- конденсируемый поток
- распыляемый поток вещества
Jd - поток распыленного вещества, входящий в область накопления посредством взаимной диффузии
- концентрация атомов распыленного вещества
Eact - энергия активации гетерогенных реакций
- поверхностная энергия кластера
Еr - плотность поверхностной энергии кластера
?v - химический потенциал пара
?с - химический потенциал конденсата
R, R - радиусы кривизны в области сращивания
? и ? - углы в области сращивания
? - удельный объем, занимаемый в кристалле атомом
?i - свободная энергия моноступеньки роста
- плотность атомов на торце моноступеньки
- критическая энергия связи атома с ростовой поверхностью
- обратные диффузионные потоки осаждаемого вещества
- ток ионов аргона, распыляющих мишень
- заряд иона
S - суммарная площадь поверхности осаждения обратного диффузионного потока
Ki - коэффициент распыления материала, не учитывающий влияние обратной диффузии
Еi -энергия ионов рабочего газа
Eth - пороговая энергия распыления
Тр - температура, при которой равновесное давление паров составляет 1. Па
Тq - температура плавления
ВВЕДЕНИЕ
Развитие технологий, связанных с получением и использованием низкоразмерных систем, приводит к качественно новым изменениям практически во всех передовых направлениях научно-технического прогресса [-]. Подобного рода процессы можно реализовать в системах расплав-кристалл, раствор-кристалл, смесь газов-кристалл или пар-кристалл []. Основное достоинство перечисленных, достаточно изученных систем определяется возможностью создания стационарных и одновременно близких к фазовому равновесию условий поатомной сборки конденсатов, что позволяет реализовать такие простейшие формы самоорганизации вещества, как монокристаллы, структурно совершенные планарные системы или монодисперсные упорядоченные слои нанокристаллов [, ].
Перспективы самоорганизации более сложных трехмерных низкоразмерных систем могут внести качественные изменения в развитие базовых отраслей науки и техники [, , ]. Очевидно, трехмерную архитектуру конденсата можно получить только в условиях сильно выраженной пространственно распределенной селективности наращивания конденсата. Первая из форм избирательной локализации роста, или структурная селективность, является следствием поатомной застройки активных центров структурного происхождения, а вторая форма базируется на полевой селективности или на ориентирующем действии флуктуаций напряженности электрического поля на осаждаемые потоки заряженных частиц.
Основу изложенного в работе принципиально нового технологического подхода составляют оба варианта селективных процессов, присущие специально организованной системе низкотемпературная плазма-конденсат, причем разноскоростной рост различных локальных точек поверхности возможен только в условиях квазиравновесной стационарной конденсации. Необходимо отметить, что условия стационарности выполнимы только на макроуровне, поскольку любые изменения структурного состояния поверхности роста в условиях предельной близости к равновесию влекут за собой существенные относительные изменения локальных пересыщений.
Актуальность