Введение
Глава 1. Литературный обзор 7
1.1 Аллотропия углерода 7
1.1.1. Алмаз 9
1.1.3 Фуллерен 10
1.1.4 Нанотрубки углеродные 10
1.1.5 Лонсдейлит 11
1.2 Тонкие пленки и виды осаждения 12
1.2.1 Химическое осаждение 13
1.2.2 Физическое осаждение 16
1.3 Методы получения тонких пленок 21
1.3.1 Термовакуумное напыление 21
1.3.2 Импульсное лазерное напыление 24
1.3.3 Конденсация углерода из парогазовой фазы 28
Глава 2. Экспериментальная установка для изучения оптических
свойств 35
2.1. Общее описание и принцип работы спектрометра ИЗБ 4000 35
2.2. Программное обеспечение для работы со спектрометром 38
2.3. Схема установки и принцип работы 40
2.3.1. Схема установки для нормального падения 40
2.3.2. Схема установки для падения света под углом 44
Глава 3. Результаты исследований по нахождению оптических
параметров тонких углеродных пленок 47
Заключение 55
Библиографический обзор 56
Мы живем в информационном веке, который представляет собой эпоху электроники и новых технологий. Технологии с использованием частиц размером не больше 100 нм называют нанотехнологиями. Они дают возможность получать материалы с разнообразными характеристиками и свойствами - стоит только изучить их параметры известными методами. Благодаря переходу к использованию наночастиц могут произойти инновации и как следствие новые знания и достижения в данной области, а также возможно и в других областях науки и промышленности. Нанотехнологический прогресс внесет существенные изменения во все сферы деятельности человечества.
Сейчас можно выделить несколько направлений нанотехнологий в которых идут исследования:
1. Получение новых веществ.
2. Получение новых материалов, состоящих из частиц, размер которых составляет примерно 1-100 нм.
3. Видоизменение известных веществ с приобретением новых свойств.
В наше время с помощью нанотехнологий можно решить такие задачи как:
- получение новых твердых тел путем синтеза с не характерными свойствами или множеством свойств;
- создание новых веществ с использованием методов надмолекулярной химии (в том числе новых систем доставки лекарственных препаратов, биосовместимых материалов т. п.);
- конструирование и сборка наномашин (нанодвигателей, нанокомпьютеров, и т. д.).
Нанопленки являются материалами способными проявлять разнообразные свойства, а также имеют особенные физические и химические характеристики.
Исследование свойств тонких углеродных это очень актуальная задача на сегодняшний день.
Такой элемент периодической системы химических элементов как углерод, вызывает особый интерес благодаря способности его атомов образовывать ряд довольно сложных цепей с отличающимися по свойствам структурами. И мы можем считать углерод весьма перспективным материалом. Данный материал вызывает интерес у исследователей высокой прочностью связей и возможностью конструировать из него различные структуры, которые отличаются друг от друга. В перспективе углеродные пленки, полученные в вакууме, могут найти применение в электронике.
Предмет исследования: тонкие углеродные пленки.
Объект исследования: оптические параметры тонких пленок.
Цель работы: определение оптических параметров тонких углеродных пленок с использованием спектрометра И8В4000.
Для достижения поставленной цели необходимо выполнение следующих задач исследования:
• Получить тонкие углеродные пленки пригодные для
спектрального анализа (с помощью экспериментального оборудования на базе кафедры общей и экспериментальной физики ФГБОУ ВО «АлтГУ»)
• Провести измерение оптических параметров пленок с помощью спектрометра иВВ4(.)(.)(.)
На основании анализа научной литературы проведена классификация методов получения тонких пленок и исследования их свойств. Соответственно, составлен перечень использованных литературных источников и оформлен библиографический список.
Разработаны и реализованы две экспериментальных установки: для нормального падения на пленку и для наклонного падения. Получены выражения, связывающие толщину пленки и оптические характеристики отраженного излучения.
С помощью спектрометра на экспериментальных установках определены некоторые оптические параметры тонких углеродных пленок, таких как коэффициент отражения.
Были посчитаны по выведенным формулам толщина пленки, и оказалось, что окрас пленки зависит от толщины. Так же было выяснено, что определенный цвет получается из-за того, что на определенную длину волны приходится определенный максимум, а если в спектральный диапазон укладывается несколько максимумов, то цвет получается из-за их наложения. Были проведены измерения коэффициента отражения для различных углов падения света на пленку, и так же посчитана толщина по этим данным. Толщина исходной пленки оказалась для разных участков в интервале от 327 до 518 нм.
