Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь

Тонкая легированная медью (8 %, атомная доля Cu) углеродная пленка нанесена магнетронным распылением на постоянном токе в аргоновой плазме составной (графит+медь) мишени на подложку из монокристаллического (100) NaCl при комнатной температуре. Эволюция микроструктуры пленки при отжиге в вакууме при...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2008
Автори:	Оноприенко, А.А., Даниленко, Н.И., Косско, И.А.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України 2008
Теми:	Тонкие пленки и другие двумерные объекты
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/12764
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь / А.А. Оноприенко, Н.И. Даниленко, И.А. Косско // Наноструктурное материаловедение. — 2008. — № 1. — С. 52-58. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1859649952895991808
author	Оноприенко, А.А. Даниленко, Н.И. Косско, И.А.
author_facet	Оноприенко, А.А. Даниленко, Н.И. Косско, И.А.
citation_txt	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь / А.А. Оноприенко, Н.И. Даниленко, И.А. Косско // Наноструктурное материаловедение. — 2008. — № 1. — С. 52-58. — Бібліогр.: 14 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Тонкая легированная медью (8 %, атомная доля Cu) углеродная пленка нанесена магнетронным распылением на постоянном токе в аргоновой плазме составной (графит+медь) мишени на подложку из монокристаллического (100) NaCl при комнатной температуре. Эволюция микроструктуры пленки при отжиге в вакууме при 600 °С исследована методами просвечивающей электронной микроскопии и электронографии. Осажденная пленка была аморфной с равномерным распределением атомов меди в объеме пленки. Отжиг привел к образованию ансамбля медных частиц в пленке с последующей их коалесценцией по диффузионному механизму, в результате чего плотность частиц уменьшалась, а их средний размер увеличивался со временем отжига. Коалесценция осуществлялась путем смешанного механизма объемной и поверхностной диффузии атомов меди в углеродной пленке, содержащей большое количество структурных дефектов, вследствие чего средний размер частиц в ансамбле изменялся по закону R^5 ~ t Тонка легована міддю (8 %, атомна частка Cu) вуглецева плівка нанесена магнетронним розпиленням на постійному струмі в аргоновій плазмі складової (графіт + мідь) мішені на підкладку з монокристалічного (100) NaCl за кімнатної температури. Еволюція мікроструктури плівки при відпалі у вакуумі при 600 °С досліджена методами просвітлювальної електронної мікроскопії та електронографії. Нанесена плівка була аморфною з рівномірним розподілом атомів міді в об’ємі плівки. Відпал призвів до утворення ансамблю мідних частинок у плівці з наступною їх коалесценцією за дифузійним механізмом, у результаті чого щільність частинок зменшувалась, а їх середній розмір зростав із часом відпалу. Коалесценція відбувалася шляхом змішаного механізму об’ємної та поверхневої дифузії атомів міді у вуглецевій плівці, яка вміщувала велику кількість структурних дефектів, унаслідок чого середній розмір частинок в ансамблі змінювався за законом R^5 ~ t. Thin copper-doped (8 at. % Cu) carbon film was deposited by d. c. magnetron sputtering of composite graphite/copper target in argon plasma. The evolution of film structure on annealing at 600 °C in a vacuum has been studied by transmission electron microscopy and electron diffraction. The as-deposited film was amorphous with copper atoms uniformly distributed over the film volume. Annealing resulted in precipitation of copper particles within carbon film and accompanied by changes in the ensemble of copper particles due to diffusion coalescence: the density of copper particles decreased and particle average size increased with annealing time. The coalescence occurred by the mixed mechanism of bulk and surface diffusion of copper atoms within carbon film that contained a large number of structural defects. As a result, the mean radius of copper particles in ensemble changed as R^5 ~ t.
first_indexed	2025-12-07T13:32:17Z
format	Article
fulltext	52 Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2008, ¹ 1 ÒÎÍÊÈÅ ÏËÅÍÊÈ È ÄÐÓÃÈÅ ÄÂÓÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ À. À. Îíîïðèåíêî, Í. È. Äàíèëåíêî, È. À. Êîññêî Èíñòèòóò ïðîáëåì ìàòåðèàëîâåäåíèÿ èì. È. Í. Ôðàíöåâè÷à ÍÀÍ Óêðàèíû 03142, Êèåâ, óë. Êðæèæàíîâñêîãî, 3, Óêðàèíà, ÃÑÏ ÑÒÐÓÊÒÓÐÍÛÅ ÈÇÌÅÍÅÍÈß ÏÐÈ ÎÒÆÈÃÅ Â ÊÎÌÏÎÇÈÖÈÎÍÍÛÕ ÏËÅÍÊÀÕ ÑÈÑÒÅÌÛ ÓÃËÅÐÎÄ—ÌÅÄÜ Тонка легована міддю (8 %, атомна частка Cu) вуглецева плівка нанесена маг- нетронним розпиленням на постійному струмі в аргоновій плазмі складової (графіт + мідь) мішені на підкладку з монокристалічного (100) NaCl за кімнат- ної температури. Еволюція мікроструктури плівки при відпалі у вакуумі при 600 °С досліджена методами просвітлювальної електронної мікроскопії та електронографії. Нанесена плівка була аморфною з рівномірним розподілом атомів міді в об’ємі плівки. Відпал призвів до утворення ансамблю мідних час- тинок у плівці з наступною їх коалесценцією за дифузійним механізмом, у ре- зультаті чого щільність частинок зменшувалась, а їх середній розмір зростав із часом відпалу. Коалесценція відбувалася шляхом змішаного механізму об’ємної та поверхневої дифузії атомів міді у вуглецевій плівці, яка вміщувала велику кількість структурних дефектів, унаслідок чого середній розмір частинок в ансамблі змінювався за законом 5R ~ 1. Ââåäåíèå Аморфные углеродные (а-С) пленки перспективны с приклад- ной точки зрения благодаря комбинации специфических свойств: большой твердости, химической инертности, высоко- му электросопротивлению и широкой запрещенной зоне. Для практического применения необходимо знать, как конкретное свойство а-С пленки зависит от условий осаждения, каковы ме- ханизмы формирования и эволюции структуры, поскольку имен- но структура определяет свойства пленок. Одним из путей влияния структуры пленок является легиро- вание различными элементами (как металлами, так и неметал- лами). Для легирования а-С пленок пользуются методами хи- мического осаждения из паровой фазы [1, 2], ионной импланта- ции уже осажденных пленок [3], осаждения из сепарированного по массе ионного пучка [4, 5], магнетронного распыления [6, 7] и вакуумного катодно-дугового распыления [8]. В качестве ле- гирующих используют элементы как инертные к углероду (на- пример, Au, Pt, Cu [2, 5, 6]), так и образующие карбиды (напри- мер, Si, Ni, Ti, Cr [1, 7, 8]). Углеродные пленки, легированные металлом, могут быть использованы в качестве износостойкого материала с низким коэффициентом трения, а также в электрохимии. В связи с этим ÓÄÊ 53.216.2 Ключові слова: аморфний вуг- лець, магнетронне розпилення, структура, електронна мікрос- копія, плівка. À.À. ÎÍÎÏÐÈÅÍÊÎ, Í.È. ÄÀÍÈËÅÍÊÎ, È.À. ÊÎÑÑÊÎ, 2008 © 53 М АТ ЕР И АЛ О ВЕ Д ЕН И Е Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2008, ¹ 1 были проведены исследования влияния леги- рования разными металлами на механичес- кие и трибологические свойства углеродных пленок [2, 7—10]. Были также исследованы электрохимические свойства тонких компо- зиционных Pt-DLC пленок [6]. При осаждении а-C пленок часто возни- кает проблема, связанная с высокими сжи- мающими напряжениями, которые приводят к отслаиванию пленок от подложки, когда толщина пленки становится больше некото- рого критического значения. Cнизить внут- ренние напряжения можно путем введения в а-С матрицу нового элемента, например меди, поскольку это очень пластичный ме- талл, не образующий твердые карбиды. В работе [10] показано, что добавление неболь- шого количества атомов меди (отношение Cu:C < 1:100) в а-C:H пленку приводит к уве- личению ее микротвердости и адгезии к крем- ниевой подложке. В то же время в работе [2] добавление 11 (атомная доля) меди в а-C:H пленку привело к снижению ее микротвердо- сти, увеличению критической нагрузки отры- ва от подложки, снижению внутренних напря- жений и увеличению вязкости. В работе [10] исследованы оптические свойства пленок медь-углеродных и показано, что атомы меди не только пассивируют оборванные связи, но и создают благоприятное окружение для sp3 структуры в аморфном углероде. Однако тер- мическая стабильность легированных медью углеродных пленок не исследована. В настоящей работе представлены резуль- таты изучения эволюции микроструктуры при отжиге легированных медью углеродных пленок, осажденных методом магнетронно- го распыления. Для исследования структуры были использованы просвечивающая элект- ронная микроскопия (ПЭМ) и электроногра- фия (ЭГ). Ýêñïåðèìåíòàëüíàÿ ÷àñòü Легированная медью углеродная плен- ка была нанесена с помощью планарного магнетрона (на постоянном токе) путем распыления мишени (диаметром 60 мм и толщиной 4 мм), состоящей из графита и кусочков меди. Расстояние от мишени до подложки составляло 50 мм. Для распыле- ния использовали аргон чистотой 99, 97 % при постоянном давлении 1 Па. Подлож- кой служил (100) скол монокристалличес- кого NaCl. Подложка была закреплена в держателе карусельного типа, позволяюще- го проводить предварительное распыление мишени для удаления с ее поверхности заг- рязнений и стабилизации параметров маг- нетронного разряда. При осаждении плен- ки магнетрон работал в оптимальном ре- жиме (мощность разряда 100 Вт), и это позволяло свести к минимуму неконтроли- руемый нагрев растущей пленки за счет излучения плазмы и бомбардировки поло- жительно заряженными ионами [11]. На- пряжение смещения на подложку специаль- но не подавалось. В результате была осаж- дена пленка толщиной около 100 нм, определенной оптическим методом. Образец для исследований был приго- товлен следующим образом. Подложка NaCl с легированной медью углеродной пленкой, растворялась в воде, а затем плен- ка была помещена на специальную метал- лическую сетку. Высушенная сетка с плен- кой помещалась в вакуумную камеру и от- жигалась при температуре 600 оС при давлении в камере 1,3⋅10–3 Па. Периодичес- ки отжиг прерывался, и после охлаждения до комнатной температуры образец извле- кался из камеры и исследовался методом ПЭМ. Такой подход позволил исследовать эволюцию структуры пленки на одном и том же образце. Ðåçóëüòàòû è èõ îáñóæäåíèå Для исследования была приготовлена углеродная пленка , содержащая 8 % (атомная доля) Cu (по данным Оже-элект- ронной спектроскопии). ПЭМ и ЭГ пока- зали, что такая пленка после осаждения была аморфной. В частности, электроно- 54 Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2008, ¹ 1 ÒÎÍÊÈÅ ÏËÅÍÊÈ È ÄÐÓÃÈÅ ÄÂÓÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ грамма от такой пленки содержала лишь несколько гало, характерных для угле- родных пленок, полученных данным ме- тодом в идентичных условиях. Это озна- чает, что атомы меди равномерно распре- делены по объему исходной углеродной пленки. Отжиг в вакууме при 600 оС в те- чение 1 ч привел к радикальному измене- нию структуры пленки: в ней сформиро- вался ансамбль сферических частиц, и ЭГ показала, что это наночастицы меди (рис. 1, а). Сферическая форма частиц меди была отчетливо видна на электронно- микроскопическом изображении края уг- леродной пленки, свернувшейся под воз- действием электронного пучка. Из рас- пределения частиц по размерам следует (рис. 2, а), что после такого отжига боль- шинство частиц имело диаметр в интер- вале 10—30 нм со средним по ансамблю диаметром 24,8 нм (определенным как среднее арифметическое диаметров всех частиц, использованных для построения соответствующих гистограмм). Дальней- ший отжиг в течение 1 ч привел к измене- ниям в ансамбле частиц: их общее коли- чество несколько увеличилось, появилось больше частиц с диаметром в интервале 10—30 нм, образовались частицы диамет- ром в интервале 60—70 нм (рис. 1, б; 2, б), а средний по ансамблю диаметр частиц со- ставил 24,5 нм. Это означает, что не все атомы меди выделились в частицы после первого отжига, и этот процесс продол- жался и на втором этапе отжига. Некото- рое снижение среднего размера частиц также является результатом образования новых частиц малого размера (10—30 нм в диаметре). Дальнейший отжиг в течение 1,5 ч привел к уменьшению общего коли- чества частиц. Большинство частиц ста- ло иметь диаметры в интервале 10—40 нм, Рис. 1. Последовательные стадии отжига углеродной пленки, содержащей 8 % (атомная доля) Cu (tотж=600 оС). Стрелками показаны углубления от частично или полностью растворившихся частиц меди. Время, ч: а — 1; б — 2; в — 3,5; г — 5 а в г б250 нм 250 нм 250 нм250 нм 55 М АТ ЕР И АЛ О ВЕ Д ЕН И Е Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2008, ¹ 1 а средний по ансамблю диаметр увели- чился до 26,5 нм. Кроме того, появились частицы диаметром в интервале 70—80 нм (рис. 1, в; рис. 2, в). После еще одного эта- па отжига в течение 1,5 ч общее количест- во частиц еще уменьшилось, а средний по ансамблю размер частиц увеличился до 30,3 нм (рис. 1, г; рис. 2, г). Особенности гистограмм указывают на то, что на втором этапе отжига процесс об- разования частиц меди прекратился, и да- лее происходило развитие уже только про- цесса диффузионной коалесценции в ансамб- ле частиц, т. е. роста одних частиц за счет растворения других. Об этом свидетель- ствует уменьшение количества малых час- тиц и общего количества частиц, а также увеличение среднего диаметра частиц и по- явление частиц большего диаметра (см. рис. 2, в, г). Подтверждением коалесценции служат также углубления в углеродной пленке, свободные от частиц, и мелкие час- тицы в углублениях большего размера, что свидетельствует о полном или частич- ном растворении частиц меди в этих мес- тах при отжиге (см. рис. 1, г). Наблюдаемую эволюцию структуры ле- гированных медью углеродных пленок мож- но объяснить в рамках концепции гетеро- диффузии. Как отмечалось выше, в осажден- ной углеродной пленке атомы меди распределены равномерно. Ранее мы иссле- довали влияние температуры отжига на структурные изменения в углеродных плен- ках, полученных магнетронным распылени- ем [12]. Мы установили, что нелегирован- ные углеродные пленки, осажденные в ус- ловиях, использованных в настоящей работе, квазиаморфны с преимущественно sp2 связями между атомами углерода и со- стоят из нанокластеров с хаотически распре- деленными и искаженными ароматически- ми кольцами и графитовыми фрагментами внутри них. Отжиг таких пленок в вакууме даже при температурах до 650 оС приводит лишь к локальному трансформированию ис- каженных ароматических колец в правиль- ные и к их взаимному упорядочению в плос- 15 25 35 45 55 15 25 35 45 55 65 15 25 35 45 55 65 75 15 25 35 45 55 65 75 d, нм 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0 N i · 10-5, см2 а в гб Рис. 2. Гистограммы распределения частиц меди по размерам, нормированных на единицу площади поверхности пленки, соответствующие микрофото на рис. 1 56 Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2008, ¹ 1 ÒÎÍÊÈÅ ÏËÅÍÊÈ È ÄÐÓÃÈÅ ÄÂÓÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ кости подложки в пределах нанокластеров без увеличения размеров графитоподобных кластеров. Эти результаты позволили сде- лать вывод о том, что осажденная в указан- ных выше условиях углеродная пленка со- держит большое количество структурных дефектов и что отжиг при 650 оС не вызыва- ет существенной реконструкции структуры пленки. Поэтому образование частиц в ле- гированной медью углеродной пленке при отжиге при 600 оС может быть следствием лишь процесса гетеродиффузии атомов меди в углеродной пленке. Идея расчета кинетики трехмерной диф- фузионной коалесценции, т.е. изменения среднего размера в ансамбле включений со временем, сформулирована в работе [13]. Авторы разработали теорию коалесценции в ансамбле включений в объеме кристалла на основании предположения о том, что из- менение радиуса включения со временем является следствием его взаимодействия с обобщенным диффузионным полем атомов вещества включений. Это поле характери- зуется концентрацией атомов ξ , зависящей от функции распределения )( t,Rf включе- ний по размерам и находящейся в равнове- сии с включениями, имеющими критичес- кий размер ∗R . Поскольку вблизи включе- ний с радиусом R < R* равновесная концентрация атомов Rξ > ξ , то они долж- ны растворяться; включения радиусом R> R* должны расти, так как для них Rξ < ξ . При этом средний размер включений в ан- самбле должен изменяться со временем по закону: 3R ~ t [13]. Аналогичный подход применили и для ре- шения задачи о двумерной коалесценции в консервативной системе — ансамбле остро- вков одного вещества на поверхности крис- талла другого вещества. В работе [14] показа- но, что если перенос вещества островков че- рез газовую фазу пренебрежимо мал по сравнению с переносом по поверхности, то средний радиус частиц в ансамбле должен увеличиваться со временем по закону 4R ~ t . Как отмечено выше, после второго этапа отжига в системе пленка — частицы проис- ходит лишь диффузионная коалесценция в ансамбле частиц. Суммарное количество ве- щества в частицах, которое мы определяли как сумму объемов сферических частиц на за- данной площади углеродной пленки, т. е. 3 6 iidn∑ π , со временем сначала увеличивает- ся, а после второго отжига не изменяется (рис. 3). Такой факт позволяет предполо- жить, что это — аналог консервативной сис- темы, рассмотренной в работах [13, 14]. Была предпринята попытка определить механизм диффузионного переноса веще- ства (меди) при коалесценции. Поскольку упругость паров меди при 600 оС пренебре- жимо мала (p = 9,78⋅10-9 Па), то переносом атомов меди через паровую фазу можно пре- небречь и считать, что диффузия может осу- ществляться только в объеме пленки или на ее поверхности. В этих случаях, как показа- но в работах [13, 14], изменение среднего размера частиц в ансамбле со временем дол- жно подчиняться законам 3R ~ t или 4R ~ t соответственно. На рис. 4 приведена зависи- мость log R от log t , из которой видно, что для этапов отжига, начиная со второго (т. е. когда в системе “пленка – ансамбль час- тиц” происходит уже только коалесценция), тангенс угла наклона результирующей пря- Рис. 3. Изменение со временем суммарного количества вещества в частицах меди при отжиге 10 8 6 1 2 3 4 5 τ, ч VΣ·10–6, нм3 57 М АТ ЕР И АЛ О ВЕ Д ЕН И Е Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2008, ¹ 1 мой составляет ≅ 5 1 , а не соответствует зна- чениям 3 1 или 4 1 , как это должно быть в случае диффузии только в объеме или толь- ко на поверхности, т. е. процесс переноса массы происходит значительно медленнее. Это можно объяснить исходя из следующих соображений. Выводы, сделанные в работах [13, 14], основаны на рассмотрении диффу- зии в пространственно однородной среде или на атомно-гладкой поверхности. В на- шем случае, как отмечалось выше [12], уг- леродная пленка обладает специфическим структурным состоянием, которое не изме- няется при отжиге и замедляет диффузион- ное перемещение атомов меди. Кроме того, ямки, оставшиеся на месте растворившихся частиц (рис. 1, г), свидетельствуют о том, что частицы меди частично погружены в уг- леродную пленку на разную глубину, и по- этому перенос массы, по-видимому, носит смешанный характер, т. е. происходит как в объеме пленки, так и на ее поверхности. В совокупности эти факторы и определяют наблюдаемую экспериментально зависи- 1,30 1,25 1,2 1,15 1,10 1,05 3,6 3,7 3,8 3,9 4,0 4,1 4,2 log τ, ч log R, нм Рис. 4. Зависимость среднего радиуса частиц меди от продолжительности отжига α мость среднего размера частиц от продол- жительности отжига. Âûâîäû При магнетронном (на постоянном токе) распылении составной (графит+медь) мишени осаждается легированная медью аморфная уг- леродная пленка с равномерным распределе- нием атомов меди по объему пленки. Отжиг такой пленки в вакууме при 600 оС приводит к образованию частиц меди по диффузионному механизму и сопровождается изменениями в ансамбле сформировавшихся частиц меди вследствие диффузионной коалесценции. Ме- ханизм коалесценции носит смешанный харак- тер и включает в себя перенос массы как в объе- ме пленке, так и на ее поверхности. Структур- ные дефекты, имеющиеся в углеродной пленки, существенно замедляют скорость диффузион- ного перемещения атомов меди в пленке. Тонкая легированная медью (8 %, атомная доля Cu) уг- леродная пленка нанесена магнетронным распылени- ем на постоянном токе в аргоновой плазме составной (графит+медь) мишени на подложку из монокристал- лического (100) NaCl при комнатной температуре. Эво- люция микроструктуры пленки при отжиге в вакууме при 600 оС исследована методами просвечивающей элек- тронной микроскопии и электронографии. Осажденная пленка была аморфной с равномерным распределени- ем атомов меди в объеме пленки. Отжиг привел к обра- зованию ансамбля медных частиц в пленке с последую- щей их коалесценцией по диффузионному механизму, в результате чего плотность частиц уменьшалась, а их средний размер увеличивался со временем отжига. Ко- алесценция осуществлялась путем смешанного механиз- ма объемной и поверхностной диффузии атомов меди в углеродной пленке, содержащей большое количество структурных дефектов, вследствие чего средний размер частиц в ансамбле изменялся по закону 5R ∼t. Ключевые слова: аморфный углерод, магнетронное рас- пыление, структура, електронная микроскопия, пленка Thin copper-doped (8 at. % Cu) carbon film was deposited by d. c. magnetron sputtering of composite graphite/copper target in argon plasma. The evolution of film structure on annealing at 600 oC in a vacuum has been studied by transmission electron microscopy and electron diffraction. The as-deposited film was amorphous with copper atoms uniformly distributed over 58 Íàíîñòðóêòóðíîå ìàòåðèàëîâåäåíèå, 2008, ¹ 1 the film volume. Annealing resulted in precipitation of copper particles within carbon film and accompanied by changes in the ensemble of copper particles due to diffusion coalescence: the density of copper particles decreased and particle average size increased with annealing time. The coalescence occurred by the mixed mechanism of bulk and surface diffusion of copper atoms within carbon film that contained a large number of structural defects. As a result, the mean radius of copper particles in ensemble changed as 5R ~ t . 1. Okpalugo T.I.T., Maguire P.D., Ogwu A.A., McLaughlin J.A.D. The effect of silicon doping and thermal annealing on the electrical and structural properties of hydrogenated amorphous carbon thin films // Diamond Relat. Mater. — 2004. — 13. — P. 1549—1552. 2. Chen C.C., Hong F.C.N. Structure and properties of diamond-like carbon nanocomposite films containing copper nanoparticles // Appl. Surf. Sci., — 2005. — 242. — P. 261—269. 3. Doll G.L., Heremans J.P., Perry T.A., Mantese J.V. Optical and electronic properties of nitrogen-implanted diamond-like carbon films // J. Mater. Res. — 1996. — 9, N 1. — P. 85—91. 4. Ronning C., Griesmeier U., Gross M. et al. Conduction processes in boron- and nitrogen-doped diamond-like films prepared by mass-separated ion beam deposition // Diamond Relat. Mater. — 1995. — 4, N 5/6. — P. 666—672. 5. Hofsдss H., Binder H., Klumpp T., Recknagel E. Doping and growth of diamond-like carbon films by ion beam deposition // Ibid. — 1993. — 3. — P. 137—142. 6. Ting J.M., Lee H. DLC composite thin films by sputter deposition // Ibid. — 2002. — 11. — P. 1119—1123. 7. Kovбcs G.J., Sбfrбn G., Geszti O. et al. Structure and mechanical properties of carbon-nickel and CNx- nickel nanocomposite films // Surf. Coat. Technol, — 2004. — 180—181. — P. 331—334. 8. Wang D.Y., Weng K.W., Hwang S.Y. Study on metal- doped diamond-like carbon films synthesized by cathodic arc evaporation // Diamond Relat. Mater., — 2000. — 9. — P. 1762—1766. 9. Pauleau Y., Thiиry F. Deposition and characterization of nanostructured metal/carbon composite films // Surf. Coat. Technol. — 2004. — 180—181. — P. 313—322. 10. Chen P.A. Characteristics of copper-incorporated amorphous carbon film // Thin Sol. Films. — 1989. — 182. — P. 261—263. 11. Onoprienko A.A., Artamonov V.V., Yanchuk I.B. Effect of magnetron discharge power on the resistivity and microstructure of carbon films // Surf. Coat. Technol. — 2006. — 200. — P. 4174—4178. 12. Onoprienko A.A., Artamonov V.V., Yanchuk I.B. Effect of deposition and anneal temperature on the resistivity of magnetron sputtered carbon films // Ibid. — 2003. — 172. — P. 189—193. 13. Лифшиц И.М., Слезов В.В. О кинетике диффузи- онного распада пересыщенных твердых раство- ров // Журнал экспериментальной и теоретичес- кой физики. — 1958. — 35. — C. 479—492. 14. Geguzin Ya.E., Kaganovsky Yu.S., Slyozov V.V. Determination of the surface heterodiffusion coefficient by the method of mass transfer // J. Phys. Chem. Sol. — 1969 — 30. — P. 1173—1178. ÒÎÍÊÈÅ ÏËÅÍÊÈ È ÄÐÓÃÈÅ ÄÂÓÌÅÐÍÛÅ ÎÁÚÅÊÒÛ
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-12764
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1996-9988
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T13:32:17Z
publishDate	2008
publisher	Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України
record_format	dspace
spelling	Оноприенко, А.А. Даниленко, Н.И. Косско, И.А. 2010-10-21T14:21:07Z 2010-10-21T14:21:07Z 2008 Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь / А.А. Оноприенко, Н.И. Даниленко, И.А. Косско // Наноструктурное материаловедение. — 2008. — № 1. — С. 52-58. — Бібліогр.: 14 назв. — рос. 1996-9988 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/12764 53.216.2 Тонкая легированная медью (8 %, атомная доля Cu) углеродная пленка нанесена магнетронным распылением на постоянном токе в аргоновой плазме составной (графит+медь) мишени на подложку из монокристаллического (100) NaCl при комнатной температуре. Эволюция микроструктуры пленки при отжиге в вакууме при 600 °С исследована методами просвечивающей электронной микроскопии и электронографии. Осажденная пленка была аморфной с равномерным распределением атомов меди в объеме пленки. Отжиг привел к образованию ансамбля медных частиц в пленке с последующей их коалесценцией по диффузионному механизму, в результате чего плотность частиц уменьшалась, а их средний размер увеличивался со временем отжига. Коалесценция осуществлялась путем смешанного механизма объемной и поверхностной диффузии атомов меди в углеродной пленке, содержащей большое количество структурных дефектов, вследствие чего средний размер частиц в ансамбле изменялся по закону R^5 ~ t Тонка легована міддю (8 %, атомна частка Cu) вуглецева плівка нанесена магнетронним розпиленням на постійному струмі в аргоновій плазмі складової (графіт + мідь) мішені на підкладку з монокристалічного (100) NaCl за кімнатної температури. Еволюція мікроструктури плівки при відпалі у вакуумі при 600 °С досліджена методами просвітлювальної електронної мікроскопії та електронографії. Нанесена плівка була аморфною з рівномірним розподілом атомів міді в об’ємі плівки. Відпал призвів до утворення ансамблю мідних частинок у плівці з наступною їх коалесценцією за дифузійним механізмом, у результаті чого щільність частинок зменшувалась, а їх середній розмір зростав із часом відпалу. Коалесценція відбувалася шляхом змішаного механізму об’ємної та поверхневої дифузії атомів міді у вуглецевій плівці, яка вміщувала велику кількість структурних дефектів, унаслідок чого середній розмір частинок в ансамблі змінювався за законом R^5 ~ t. Thin copper-doped (8 at. % Cu) carbon film was deposited by d. c. magnetron sputtering of composite graphite/copper target in argon plasma. The evolution of film structure on annealing at 600 °C in a vacuum has been studied by transmission electron microscopy and electron diffraction. The as-deposited film was amorphous with copper atoms uniformly distributed over the film volume. Annealing resulted in precipitation of copper particles within carbon film and accompanied by changes in the ensemble of copper particles due to diffusion coalescence: the density of copper particles decreased and particle average size increased with annealing time. The coalescence occurred by the mixed mechanism of bulk and surface diffusion of copper atoms within carbon film that contained a large number of structural defects. As a result, the mean radius of copper particles in ensemble changed as R^5 ~ t. ru Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України Тонкие пленки и другие двумерные объекты Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь Article published earlier
spellingShingle	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь Оноприенко, А.А. Даниленко, Н.И. Косско, И.А. Тонкие пленки и другие двумерные объекты
title	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь
title_full	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь
title_fullStr	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь
title_full_unstemmed	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь
title_short	Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь
title_sort	структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь
topic	Тонкие пленки и другие двумерные объекты
topic_facet	Тонкие пленки и другие двумерные объекты
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/12764
work_keys_str_mv	AT onoprienkoaa strukturnyeizmeneniâpriotžigevkompozicionnyhplenkahsistemyuglerodmedʹ AT danilenkoni strukturnyeizmeneniâpriotžigevkompozicionnyhplenkahsistemyuglerodmedʹ AT kosskoia strukturnyeizmeneniâpriotžigevkompozicionnyhplenkahsistemyuglerodmedʹ

Структурные изменения при отжиге в композиционных пленках системы углерод – медь

Репозитарії

Схожі ресурси