Исследование состава пленок оксидов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления

  • D. Aubakirova Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, Казахстан, г.Усть-Каменогорск
  • N. Yerdybaeva Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева, Казахстан, г.Усть-Каменогорск
  • V. Pichugin Томский политехнический университет, Россия, г.Томск

Аннотация

В работе исследованы структуры и свойства  пленок оксидов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления. Результаты исследовании тонких пленок методами спектров ИК и комбинационного рассеяния показывают, что наличие двухфазной TiO2 структуры и образование N–O связи при введении азота без формирования нитрида титана (TiN), а также могут косвенно свидетельствовать о присутствии оксидных соединений азота в составе пленки. Установлено, что структура, элементный и фазовый состав покрытий зависят от величины соотношения кислород/азот в составе реактивного газа, а также от величины отрицательного смещения на подложке. Увеличение доли азота приводит к уменьшению скорости распыления. Полученные материалы имеют структуру анатаза и рутила. Метод рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии показывает наличие азота (N) в решетке TiO2. В образцах, допированных азотом, в спектрах рамановского рассеяния появляется полоса при 1048 см-1, связанная с присутствием азота в TiO2. Элементный состав исследовался, также, с использованием оптического эмиссионного спектрометра тлеющего разряда. Анализ молекулярных связей в покрытиях осуществлялся с использованием ИК фурье-спектроскопии. Для измерения микро-спектров комбинационного рассеяния использовалась установка, разработанная в Fraunhofer IKTS-MD, состоящая из блока, содержащего инвертированный оптический микроскоп ZEISS, Axiovert и спектрометр iHR550 с охлаждаемым детектором (Horiba, Jobin Yvon Inc.), Для возбуждения колебаний использовался лазер с длиной волны 632,8 nm. Оптические характеристики покрытий исследовались на спектральном эллипсометрическом комплексе “Эллипс-1891 САГ” при фиксированном угле анализа 70о в интервале длин волн λ = 250 - 1000 нм.

Литература

1 J. Chappé, N. Martin, Gradual Evolution of the Properties in Titanium Oxynitride Thin Films Process, Properties and Applications. Ed. by F. Vaz, N. Martin & M. Fenker, (Bentham Science Publishers, 2013), 346 p.

2 B. Subramanian, C. Muraleedharan. Surface & Coatings Technology, 205, 5014–5020 (2011).

3 A. Trenczek-Zajaca et. al., Journal of Power Sources, 194, 93-103 (2009).

4 Y. Wang, J. Non. Cryst. Solids, 2, 109-116 ( 2003).

5 D. Cordeiro, et al., Mater. Sci. Appl., 2, 1375-1382 ( 2011).

6 S. Mahalingam and M.J. Edirisinghe, J. Phys. D: Appl. Phys., 41, 215406 (2008).

7 M. Gaintantzopoulou, Dental materials, 30(8), 148-155 (2014).

8 N. Sergent, M. Epifani, et.al., A Raman spectroscopic study, 126, 1-5 (2007).

9 L. Abello, B. Bochu, et.al., J. Sol.st. Chem., 135, 78-85 (1998).

10 Anupam K. Misra, Shiv K. Sharma, Tayro E. Acosta, and David E. Bates, Spectroscopy, 15, 105-112 (2011).

11 Y. Yu, et al, Phys. Chem. Chem. Phys., 40, 26594-26598 (2015)

12 B. Cervantes, Materials, 8, 1-11 (2016).

13 A. Pustovalova, V. Pichugin, N. Ivanova, and M. Bruns, Thin Solid Films, 627, 9-16. (2017).

14 H.L. Ma, J.Y. Yang, Y. Dai, Y.B. Zhang, B. Lu, and G.H. Ma, Applied Surface Science, 253 7497-7500 (2017).

15 V. Pichugin, A. Pustovalova, М.Е. Коnishev, D.M. Аubakirova, Strukturnyye osobennosti i fiziko-khimicheskiye svoystva azotosoderzhashchikh plenok dioksida titana, vyrashchennykh metodom reaktivnogo magnetronnogo raspyleniya, 14-ya Mezhdunarodnaya konferentsiya «Plenki i pokrytiya-2019» Sankt-Peterburg, 507-510 (2019). (in Russ)

16 V.F. Pichugin, S.V. Plotnikov, N.K. Yerdybayeva, D.M. Aubakirova, Vestnik VKGTU, 4, 130-133 (2019) (in Russ)

17 A.A. Pustovalova, M.Ye. Konishchev, Chzhiley Sun', Analiz mikrostruktury plenok na osnove oksinitridov titana, osazhdennykh metodom reaktivnogo magnetronnogo raspyleniya, Mezhdunarodnaya konferentsiya «Perspektivy razvitiya fundamental'nykh nauk», Tomsk, 423-425 (2017). (in Russ)

18 I.A. Grebneva, M.Ye. Konishchev, Yu.V. Bykova. M.Ye., Issledovaniye fizicheskikh svoystv gemosovmestimykh pokrytiy na osnove oksidov i oksinitridov titana, Mezhdunarodnaya konferentsiya «Perspektivy razvitiya fundamental'nykh nauk», Tomsk, 38-40 (2015) (in Russ)

19 Yu.N. Yur'yev, K.S. Mikhnevich, V.P. Krivobokov, D.V. Kiseleva, Izvestiya Samarskogo nauchnogo tsentra rossiyskoy akademiyey nauk, 16, №4(3), 672-676 (2016). (in Russ)

20 N. Vil'ya, D. Golosov, T. Nguyen, Doklady BGUIR, 5(23), 87-93 (2019). (in Russ).
Как цитировать
AUBAKIROVA, D.; YERDYBAEVA, N.; PICHUGIN, V.. Исследование состава пленок оксидов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления. Вестник. Серия Физическая (ВКФ), [S.l.], v. 74, n. 3, p. 43-48, sep. 2020. ISSN 2663-2276. Доступно на: <https://bph.kaznu.kz/index.php/zhuzhu/article/view/1229>. Дата доступа: 22 june 2021 doi: https://doi.org/10.26577/RCPh.2020.v74.i3.06.
Раздел
Физика конденсированного состояния и проблемы материаловедения. Нанонаука

Наиболее читаемые статьи этого автора (авторов)

Особенность: этот модуль требует, что бы был включен хотя бы один модуль статистики/отчетов. Если ваши модули статистики возвращают больше одной метрики, то пожалуйста также выберите главную метрику на странице настроек сайта администратором и/или на страницах настройки управляющего журналом.