Введение 4
Актуальность работы 4
Глава 1. Электронная структура углерода в различных модификациях. Методика получения тонких плёнок 5
1.1 Электронная структура углерода 5
1.2 Подложки 10
1.3 Вакуумные методы формирования тонких плёнок 11
Глава 2. Экспериментальные методики 18
2.1 Установка: Лазерная система и вакуумный универсальный пост - 4 для получения
углеродных плёнок 18
2.2 Описание методики эксперимента. Конденсация углерода из парогазовой фазы 21
2.3 Метод исследования зондовым микроскоп 23
2.3.1 Задание параметров области сканирования 25
2.4 Программное обеспечение Nova PX 29
2.5 Subtract Surface - вычитание поверхности заданного порядка 30
2.6 FFT Analysis - Фурье анализ 31
2.6.1 Основные соотношения и определения, используемые для расчета Фурье спектра 33
2.6.2 Окно FFT Analysis 35
2.6.3 Панель управления метода FFT Analysis 36
2.6.4 Вкладка FFT Sections 39
2.6.5 Вкладка Radial PSD 42
2.6.6 Вкладка Isotropic PSD 45
2.6.7 Вкладка One Dimensional PSD-X 46
2.6.8 Вкладка One Dimensional PSD-Y 47
Глава 3. Результаты экспериментов 49
3.1 Алмазоподобные углеродные плёнки 49
3.2 Анализ поверхности алмазоподобных углеродных плёнок 50
3.3 Расчёт толщины участка углеродной алмазоподобной плёнки интерференционным
методом 63
Заключение 67
Список литературы 68
Целью выпускной квалификационный работы являлось получение тонких углеродных плёнок методом испарения графитовой мишени.
В работе решались следующие задачи:
1. Установить оптимальные режимы получения плёнок в вакууме на лазерной установке.
2. Исследование структуры углеродных плёнок методами оптической и зондовой микроскопии.
Актуальность работы
Углеродные плёнки могут получены, либо в виде плёнок графита, либо в виде плёнок алмаза. Однако, проблема алмазных плёнок в настоящее время связана со сложностью их получения. Получить эти плёнки можно путем диспергирования графитовых мишеней и оседания конгломиратов на поверхности подложки. Как правило этот эффект осуществляется при лазерной абляции мишени. При конденсации углерода из парогазовой фазы, формируются алмазоподобные структуры. Эти структуры имеют разное название, аморфный углерод, алмазоподобная плёнка и т. д. Такие плёнки обладают высокой прочностью и износостойкостью, что определяет одно из применений их в качестве покрытий на деталях ответственной техники. Второе использование связано с высокой теплопроводностью алмазной фазы углерода. Теплопроводность алмаза на порядок превосходит теплопроводность металла. В этой связи алмазные плёнки имеют перспективы использования в качестве теплоотводящих покрытий в современной микроэлектронике.
1. Установлен оптимальный режим для получения углеродных алмазоподобных плёнок, параметры: и=280 Вольт, Е=4,5 килоджоулей, длительность импульса 2.82 микросекунд, время экспозиции 450 секунд.
2. Проведённый Фурье - анализ свидетельствует о наличии периодичности в островковой структуре углеродной алмазоподобной плёнке.
3. Островковая структура представляет собой сложную периодическую структуру с параметрами периодичности:
• Для плёнки 2,5х2,5 мкм - 1.708 нм
• Для плёнки 10х10 мкм - 8.545 нм
