Материалы микроэлектроники (стр. 6 )

ЗАРОЖДЕНИЕ КРИСТАЛЛИЧЕСКОЙ ФАЗЫ В АМС.

,

Мордовский государственный университет им. , г. Саранск

Свойства аморфных металлических сплавов (АМС) во многом определяются их структурой, которая является метастабильной и с течением времени релаксирует в более стабильное (кристаллическое) состояние.

Нами был исследован аморфный сплав Fe5Co70Si15B10 после длительной выдержки при комнатной температуре. На рентгенограммах полученных от обеих сторон образца в Mo Kα-излучении в диапазоне углов от 4.5º до 16º, видны слабые дифракционные рефлексы, которые свидетельствуют о наличии небольших включений кристаллической фазы. По картотеке ASTM дифракционные рефлексы от контактной поверхности (5.7º и 11.4º) могут соответствовать рефлексам (001) и (002) фазы Fe3Si2O5(OH)4 или Co3(OH)4Si2O5. Узкий дифракционный максимум, полученный от свободной поверхности (13º) не соответствует рефлексам указанных фаз, что, возможно, указывает на зарождение нескольких различных кристаллических соединений. Это различие может быть связано либо с разным составом поверхностей [1], либо с различными механизмами, способствующими этому зарождению. В работе [2] указывается, что кристаллизация АМС начинается с поверхности образца и затем распространяется в его объем, это можно предположить и в нашем случае. Образование сложных фаз, скорее всего, вызвано взаимодействием поверхностей образца с атмосферой при его изготовлении [3] и дальнейшем пребывании на воздухе (окисление).

Методом наклонной съемки [4] было также обнаружено, что с изменением наклона образца интенсивности рефлексов уменьшаются для обеих его поверхностей, при этом линии фона остаются неизменными. Такое изменение интенсивности указывает на то, что зарождение кристаллов является ориентированным относительно нормали к поверхности образца. По нашему мнению, этому способствуют напряжения, возникающие из-за действия градиента температуры при изготовлении образца.

1.  // Известия АН СССР, серия физическая, 1985, Т.49, №8, С.1541-1544.

2.  , , // ФММ, 1986, Т.61, №5, С.1019-1022.

3.  , // Неорганические материалы, 1996, Т.32, №1, С.120-123.

4.  , , // Межвузовский сборник научных трудов, Саранск, Мордовский университет, 1986, С.151-154.

Физико-механические свойства плёнок TiN и опыт их применения в кабельном производстве

1, 1, 2

1Мордовский государственный университет им. ёва, г. Саранск

2, г. Саранск

Покрытия нитридов переходных металлов IVB группы нашли широкое распространение для создания упрочняющих, защитных, декоративных плёнок и в качестве барьерных покрытий в микроэлектронике [1]. Эксплуатационные же характеристики плёнок зависят во многом от метода и режима их осаждения [1-3].

В настоящей работе проводилось исследование зависимости свойств и структуры ионно-плазменных плёнок TiN от размещения образцов в вакуумной камере. Кроме этого были проведены испытания на износостойкость в лабораторных и заводских условиях (ОАО «Сарансккабель»).

В исследуемых покрытиях обнаружено присутствие капельной фазы (макрочастиц). Изменение расстояния до катода от 22 до 72 см приводит к уменьшению среднего диаметра макрочастиц из от 2.5 до 0.9 мкм при одновременном увеличении их числа.

Фазовый состав плёнок состоит из δ-фазы TiN и не зависит от местоположения образца в вакуумной камере. Отмечена смена преимущественной ориентации в покрытии от (111) к (200) при удалении образца от катода – следствие изменения механизма роста. Плёнки характеризуются большими значениями микродеформаций ε~10-3, которые обусловлены неравновесным содержанием Ti, N, различных примесей и наличием макрочастиц.

Остаточные напряжения σост в тонких плёнках нитрида титана носят сжимающий характер и изменяются в интервале от 1.5 до 5.6 ГПа, основной вклад, в которые, вносят ростовые напряжения.

Зависимости размера блоков, ε и σост в покрытии TiN от расстояния до катода объясняются изменениями толщины плёнки, размера частиц капельной фазы, их числа и преимущественной ориентации покрытия.

Заводские испытания покрытий на вальцах при волочении медной катанки показали увеличение износостойкости и срока службы (до появления признаков канавки) в два с лишним раза.

1.  , Петров -плазменная обработка материалов. – М.: Радио и связь, 1986. 232 с.

2.  , // Вестник СамГТУ. Сер. физико-математические науки, 2004, № 27. с. 175-178.

3.  , // Взаимодействие ионов с поверхностью: материалы XVII международной конференции (Звенигород, 25-29 августа 2005 г.) Т. 2. – М.: МАИ, 2005, с. 395-398.

УПАКОВОКИ ИКОСАЭДРОВ И ПЕНТАГОНДОДЕКАЭДРОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ОПИСАНИЯ КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ СТРУКТУР

Нижегородский государственный университет им. , Нижний Новгород.

В настоящий момент известно достаточно большое количество веществ, состоящих из элементов с некристаллической симметрией (фуллерены, фуллериды, фуллериты, и т. д.), структур с некристаллическим упорядочением (квазикристаллы) а также модулированных и частично упорядоченных систем [1]. Основную структурную единицу бора, например, можно представить в виде икосаэдра, в вершинах которого находятся атомы. Исследование общих геометрических свойств таких структур возможно на модели упаковок платоновых тел с икосаэдрической симметрией в пространстве.

Целью настоящей работы является разработка алгоритмов построения трансляционно упорядоченных упаковок из платоновых тел с икосаэдрической симметрией в пространстве и исследование свойств таких упаковок. В работе рассматриваются упаковки икосаэдров и додекаэдров с максимальным количеством общих граней (совпадающих).

Предложена следующая классификация упаковок. Каждой упаковке ставится в соответствие матрица, характеризующая касания многогранников принадлежащих одной элементарной ячейки. Количество строк в ней равно числу многогранников приходящихся на элементарную ячейку, а количество столбцов соответствует количеству граней в многограннике. Эта матрица однозначно задает упаковку. Однако одну и туже упаковку могут задавать разные матрицы.

В работе разработан алгоритм поиска упаковок такого типа. С помощью него было проведено исследование упаковок с двумя, тремя и четырьмя многогранниками на элементарную ячейку (один многогранник на элементарную ячейку невозможен). Для пентагондодекаэдров обнаружено две трехмерных упаковки с четырьмя многогранниками на ячейку. Их группы симметрии и . Для икосаэдров было найдено четыре с четырьмя многогранниками трехмерных упаковки. Одна упаковка здесь имеет группу симметрии , а три другие .

1. , , . Кристаллография. М. 2000

НАВЕДЕНИЕ МАГНИТНОЙ АНИЗОТРОПИИ В ПЛЕНКАХ Co/Cu/Co С СИЛЬНОЙ КОСВЕННОЙ ОБМЕННОЙ СВЯЗЬЮ.

Иванов1 Ю. П., Огнев1.2 А. В., Чеботкевич1,2 Л. А.

1Дальневосточный государственный университет

2Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН г. Владивосток

Одним из ключевых факторов, определяющих практическое использование наноструктурных многослойных пленок, является контроль магнитной структуры посредством магнитной анизотропии.

В настоящей работе исследуется поведение магнитной анизотропии и ориентации оси легкого намагничивания пленок Co/Cu/Co с антиферромагнитной (АФМ) косвенной обменной связью между слоями Со при низкотемпературном отжиге в магнитном поле.

Пленки получали магнетронным методом в атмосфере инертного газа Ar. Отжиг проводился в вакууме 10-4 Торр при температуре 240 оС в течение 2 часов с шагом 30 мин. Ориентация осей легкого намагничивания (о. л.н.) определялась по полярным диаграммам относительной намагниченности M/Ms = f(j) (М – намагниченность в поле, Мs - намагниченность насыщения) при вращении пленки вокруг нормали к ее плоскости с шагом 10о.

В полях (Н = 100 и 150 Э), полярные диаграммы осажденной пленки с АФМ связью между слоями Со (dCо = 2,1 нм) изотропны. Однако в поле 50 Э на диаграмме присутствует четыре максимума, что свидетельствует о наличии в пленке двухосной анизотропии, рис. 1а. Отжиг в поле Нотж=800Э меньше поля насыщения НS=1450Э не изменяет отношение M/Ms в двух взаимно перпендикулярных направлениях, рис. 1б. Двухосная анизотропия

Рис.1

хорошо проявляется уже в поле 100 Э, так как в результате отжига произошло сглаживание рельефа поверхности пленки, что привело к увеличению АФМ связи между слоями Со. Отжиг пленки в поле Нотж=3000Э, рис. 1в, показал, что отношение M/Ms в направлении поля стало больше, чем в перпендикулярном направлении, что свидетельствует о наведении о. л.н. в направлении приложенного поля. В результате отжига в поле Нотж> HS поле одноосной анизотропии увеличилось в два раза, а поле двухосной анизотропии уменьшилось в 1,6 раза по сравнению с пленки, отожженной без поля.

МЕТОДИКА РАСЧЕТА ОГРАНКИ КРИСТАЛЛА ПО ЕГО АТОМНОЙ СТРУКТУРЕ

,

Нижегородский государственный университет имени , Н. Новгород