Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»


Широкое применение нашли ионно-плазменные покрытия из нитрида и карбонитрида титана. Нагрев подложки до 500—800 К позволяет сохранить нанокристаллическую структуру покрытия. Методы получения и свойства покрытий и пленок тугоплавких соединений подробно обсуждаются в обзоре [150].


При осаждении из плазмы применяют в основном реактивные рабочие среды (смеси аргона с азотом или углеводородами при давлении приблизительно 0,1 Па) и металлические катоды. Основной недостаток ионно-плазменного дугового распыления — образование мелких капель металла из-за частичного плавления катода и возможность попадания металлических капель в осаждаемые пленки.


Разновидностью осаждения из плазмы является магнетронное распыление, позволяющее использовать катоды не только из металлов и сплавов, но и из различных соединений, и снижать температуру подложки на 100—200 К и ниже. Это расширяет возможности получения аморфных и нанокристаллических пленок. Однако степень ионизации, кинетическая энергия ионов и скорость осаждения при магнетронном распылении ниже, чем при использовании плазмы электродугового разряда. В работе [151] с помощью магнетронного распыления мишени Ni0>75Al0i25 и осаждения металлических паров на аморфную подложку получены интерметаллидные пленки Ni3Al со средним размером кристаллитов примерно 20 нм.


Оксидные полупроводниковые пленки получают осаждением на подложку из коллоидных растворов. Этот метод включает в себя подготовку раствора, осаждение на подложку, сушку и отжиг. Методом осаждения наночастиц оксидов получены полупроводниковые пленки ZnO, Sn02, ТЮ2, W03 [152—156]. Наност-руктурированные пленки, содержащие наночастицы различных полупроводников, можно получать методом соосаждения. Получение нанокристаллических пленок Zr02 описано в [157].


Традиционными методами нанесения пленок являются химическое и физическое осаждение из газовой фазы (CVD и PVD). Эти методы давно используются для получения пленок и покрытий различного назначения. Обычно кристаллиты в таких пленках имеют достаточно большие размеры, но в многослойных или многофазных CVD-пленках удается получить и наноструктуры [14, 150]. Осаждение из газовой фазы обычно связано с высокотемпературными газовыми реакциями хлоридов металлов в атмосфере водорода и азота или водорода и углеводородов. Температурный интервал осаждения С VD-пленок составляет 1200— 1400 К, скорость осаждения 0,03—0,2 мкм/мин. Использование лазерного излучения позволяет снизить до 600—900 К температуру, развивающуюся при осаждении из газовой фазы, что способствует образованию нанокристаллических пленок.

Скачать в djvu «Нанокристаллические материалы: методы получения и свойства»