Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем
Nanometer-thick carbon films on metal (copper, steel) and silicon substrates are obtained by the electron sputtering of graphite. The substrate temperature was varied from 350 to 600 оС with an increment of 50 оС, and the sputtering time from 1 to 10 s. The produced carbon films are studied using Ra...
Збережено в:
| Дата: | 2023 |
|---|---|
| Автори: | , , , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська Англійська |
| Опубліковано: |
Publishing house "Academperiodika"
2023
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023217 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Journal of Physics |
Репозитарії
Ukrainian Journal of Physics| _version_ | 1863131497495527424 |
|---|---|
| author | Yukhymchuk, V.O. Dzhagan, V.M. Isaieva, O.F. Lytvyn, P.M. Korchovyi, A.A. Sabov, T.M. Lozinskii, V.B. Yefanov, V.S. Osokin, V.O. Kurapov, Yu.A. |
| author_facet | Yukhymchuk, V.O. Dzhagan, V.M. Isaieva, O.F. Lytvyn, P.M. Korchovyi, A.A. Sabov, T.M. Lozinskii, V.B. Yefanov, V.S. Osokin, V.O. Kurapov, Yu.A. |
| author_sort | Yukhymchuk, V.O. |
| baseUrl_str | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-12-19T15:24:32Z |
| description | Nanometer-thick carbon films on metal (copper, steel) and silicon substrates are obtained by the electron sputtering of graphite. The substrate temperature was varied from 350 to 600 оС with an increment of 50 оС, and the sputtering time from 1 to 10 s. The produced carbon films are studied using Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy, and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. From the analysis of Raman spectra, it is found that, at the temperatures of metal substrates below 550 оС, the carbon films formed on them are amorphous and have a graphite-like structure at higher substrate temperatures. At the same time, the films formed on silicon substrates at temperatures below 600 оС are amorphous. The results obtained from the Raman spectra correlate with the XPS data. It is shown that both the temperature and the substrate material (metal or silicon) affect the film morphology. As the substrate temperature increases from 350 to 600 оС, the average size of surface irregularities increases for carbon films on both the metal and silicon substrates. The EPR studies show that the available structural film defects, which are responsible for the manifestation of the so-called defect bands (D and D′ ones) in the Raman spectra, are not paramagnetic. |
| doi_str_mv | 10.15407/ujpe68.11.764 |
| first_indexed | 2025-10-02T01:19:00Z |
| format | Article |
| id | ujp2-article-2023217 |
| institution | Ukrainian Journal of Physics |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | Ukrainian English |
| last_indexed | 2025-10-02T01:19:00Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Publishing house "Academperiodika" |
| record_format | ojs |
| spelling | ujp2-article-20232172023-12-19T15:24:32Z Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем Structural and Morphological Properties of Nanometer Carbon Films Obtained by Electron Beam Sputtering of Graphite Yukhymchuk, V.O. Dzhagan, V.M. Isaieva, O.F. Lytvyn, P.M. Korchovyi, A.A. Sabov, T.M. Lozinskii, V.B. Yefanov, V.S. Osokin, V.O. Kurapov, Yu.A. вуглецевi аморфнi плiвки графiтоподiбнi плiвки раманiвська спектроскопiя електронне розпилення XPS АСМ AFM carbon amorphous films electron sputtering graphite-like films Raman spectroscopy XPS Nanometer-thick carbon films on metal (copper, steel) and silicon substrates are obtained by the electron sputtering of graphite. The substrate temperature was varied from 350 to 600 оС with an increment of 50 оС, and the sputtering time from 1 to 10 s. The produced carbon films are studied using Raman spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), atomic force microscopy, and electron paramagnetic resonance (EPR) spectroscopy. From the analysis of Raman spectra, it is found that, at the temperatures of metal substrates below 550 оС, the carbon films formed on them are amorphous and have a graphite-like structure at higher substrate temperatures. At the same time, the films formed on silicon substrates at temperatures below 600 оС are amorphous. The results obtained from the Raman spectra correlate with the XPS data. It is shown that both the temperature and the substrate material (metal or silicon) affect the film morphology. As the substrate temperature increases from 350 to 600 оС, the average size of surface irregularities increases for carbon films on both the metal and silicon substrates. The EPR studies show that the available structural film defects, which are responsible for the manifestation of the so-called defect bands (D and D′ ones) in the Raman spectra, are not paramagnetic. Методом електронного розпилення графiту отримано нанометровi вуглецевi плiвки на металевих (мiдних, сталевих) та кремнiєвих пiдкладинках. Температура пiдкладок варiювалася вiд 350 до 600 оС з кроком 50 оС, а час напилення – вiд 1 до 10 с. Отриманi вуглецевi плiвки характеризувалися методами раманiвської спектроскопiї, X-променевої фотоелектронної спектроскопiї (XPS), атомно-силової мiкроскопiї та електронного парамагнiтного резонансу (EPR). З аналiзу раманiвських спектрiв встановлено, що при температурах металевих пiдкладок до 400 оС, сформованi на них вуглецевi плiвки є аморфними, при вищих температурах мають графiтоподiбну структуру. На кремнiєвих пiдкладинках при всiх температурах до 600 оС формуються аморфнi вуглецевi плiвки. Отриманi результати з раманiвських спектрiв корелюють з даними XPS. Показано, що на морфологiю плiвок впливає як температура пiдкладок, так i їхнiй тип (металева чи кремнiєва). Зi збiльшенням температури пiдкладок вiд 350 до 600 оС середнi розмiри нерiвностей на поверхнi вуглецевих плiвок зростають як на металевих, так i на кремнiєвiй пiдкладинках. EPR дослiдження показали, що наявнi в плiвках структурнi дефекти, якi зумовлюють прояв у раманiвських спектрах так званих дефектних смуг (D та D′), є не парамагнiтними. Publishing house "Academperiodika" 2023-12-18 Article Article Original Research Article (peer-reviewed) Оригінальна дослідницька стаття (з незалежним рецензуванням) application/pdf application/pdf https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023217 10.15407/ujpe68.11.764 Ukrainian Journal of Physics; Vol. 68 No. 11 (2023); 764 Український фізичний журнал; Том 68 № 11 (2023); 764 2071-0194 2071-0186 10.15407/ujpe68.11 uk en https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023217/3057 https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023217/3056 Copyright (c) 2023 Bogolyubov Institute for Theoretical Physics, National Academy of Sciences of Ukraine |
| spellingShingle | вуглецевi аморфнi плiвки графiтоподiбнi плiвки раманiвська спектроскопiя електронне розпилення XPS АСМ Yukhymchuk, V.O. Dzhagan, V.M. Isaieva, O.F. Lytvyn, P.M. Korchovyi, A.A. Sabov, T.M. Lozinskii, V.B. Yefanov, V.S. Osokin, V.O. Kurapov, Yu.A. Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем |
| title | Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем |
| title_alt | Structural and Morphological Properties of Nanometer Carbon Films Obtained by Electron Beam Sputtering of Graphite |
| title_full | Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем |
| title_fullStr | Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем |
| title_full_unstemmed | Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем |
| title_short | Структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем |
| title_sort | структурні та морфологічні властивості нанометрових вуглецевих плівок, отриманих розпиленням графіту електронним променем |
| topic | вуглецевi аморфнi плiвки графiтоподiбнi плiвки раманiвська спектроскопiя електронне розпилення XPS АСМ |
| topic_facet | вуглецевi аморфнi плiвки графiтоподiбнi плiвки раманiвська спектроскопiя електронне розпилення XPS АСМ AFM carbon amorphous films electron sputtering graphite-like films Raman spectroscopy XPS |
| url | https://ujp.bitp.kiev.ua/index.php/ujp/article/view/2023217 |
| work_keys_str_mv | AT yukhymchukvo strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT dzhaganvm strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT isaievaof strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT lytvynpm strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT korchovyiaa strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT sabovtm strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT lozinskiivb strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT yefanovvs strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT osokinvo strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT kurapovyua strukturnítamorfologíčnívlastivostínanometrovihvuglecevihplívokotrimanihrozpilennâmgrafítuelektronnimpromenem AT yukhymchukvo structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT dzhaganvm structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT isaievaof structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT lytvynpm structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT korchovyiaa structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT sabovtm structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT lozinskiivb structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT yefanovvs structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT osokinvo structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite AT kurapovyua structuralandmorphologicalpropertiesofnanometercarbonfilmsobtainedbyelectronbeamsputteringofgraphite |