Исследование состава и структуры покрытий на основе диоксида титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления

Е.С. Киселева1, В.С. Сыпченко1, Н.Н. Никитенков1, Э.В. Поздеева1, В. Цейлунь1
1Национальный исследовательский Томский Политехнический университет
Аннотация
Работа посвящена исследованию структуры и элементного состава пленок диоксида титана, осажденных в различных режимах реактивного магнетронного напыления. Выбор параметров и режимов напыления влияет на формирование покрытий диоксида титана с определенными свойствами. Целью настоящей работы было проведение экспериментальных исследований для решения вопросов, связанных с влиянием тех или иных параметров напыления на структуру, фазовый и элементный состав покрытий диоксида титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления. Методом рентгенофазового анализа по формуле Шерера были определены размеры зерен исследуемых покрытий. Создана методика послойного измерения спектров комбинационного рассеяния наноструктурированных плёнок диоксида титана, предполагающая предварительное распыление их плёнки ионным пучком инертных газов (в данном случае аргона) под углом к поверхности 45 и менее. Раскрыт механизм изменения формы спектра комбинационного рассеяния света при изменении параметров магнетронного напыления плёнок. Так, для образцов, осажденных в режиме отрицательного смещения (- 60 В) с размерами зерен 13.6 нм, интенсивность рамановской линии оптических фононов при моде Eg1 (144 см-1) примерно в 10 раз ниже, чем для покрытий в режиме без смещения на подложке (размер зерен для них составлял 8.2 нм). Показано, что можно управлять размерами зёрен в покрытии путём изменения соотношения подачи компонентов рабочих газов (инертного и активного) при напылении и подачи отрицательного напряжения смещения на подложку. Описана методика получения спектров комбинационного рассеяния для наноструктурированных покрытий диоксида титана. Метод рентгенофазового анализа позволил определить доминирующую фазу покрытий диоксида титана, а исследование морфологии методом растровой электронной микроскопии показало, что они обладают мелкозернистой поверхностью.
Получена: 01 февраля 2017   Исправлена: 11 марта 2017   Принята: 15 марта 2017
Просмотры: 46   Загрузки: 19
Ссылки
1.
S. C. Chan, M. Barteau // Topics in Catalysis. 54, 378 – 389, (2011).
2.
S. Kelly, F. H. Pollak, M. Tomkiewicz // J. Phys. Chem. B. 101, 2730 – 2734 (1997).
3.
E. Konichew, O. S. Kuziymin, Н. S. Morozova, V. F. Pishugin. Russian Physics Journal. 55, 235 (2012). (in Russian) [Конищев М. Е., Кузьмин О. С., Морозова Н. С., Пичугин В. Ф. Изв. вузов. Физика, 55, 235. (2012)].
4.
A. Swamy, L. S. Kuznetsov, A. Dubrovinsky // Applied Physics Letters. 89, 163 – 166, (2006).
5.
Zhang W. F., He Y. L., Zhang M. S.// J. Phys. D. 33. (2000). 33. 912.