Наноструктура аморфных гранулированных композитных пленок Co45Fe45Zr10 x Zr2O3 1 x

Автор: Антонец И.В., Голубев Е.А., Котов Л.Н.

Журнал: Известия Коми научного центра УрО РАН @izvestia-komisc

Рубрика: Физико-математические науки

Статья в выпуске: 1 (21), 2015 года.

Бесплатный доступ

Приведены результаты исследования наноструктуры аморфных гранулиро-ванных композитных пленок состава Co45Fe45Zr10 x Zr2O3 1 xтолщиной 70- 550 нм, нанесенных на лавсановую подложку. Результаты получены с использованием атомно-силовой микроскопии и сканирующей электронной микроскопии. Показано, что наноструктура композитных пленок оказывает непосредственное влияние на их проводящие и отражающие свойства в диапазоне СВЧ.

Аморфные гранулированные композитные пленки, атомносиловая микроскопия, электронная микроскопия, наноструктура, проводя- щие и отражающие свойства

Короткий адрес: https://sciup.org/14992730

IDR: 14992730   |   УДК: 537.874;

Nanostructures of amorphous granular composite films Co45Fe45Zr10 x Zr2O3 1 x

Nanostructure of amorphous granular composite filmsCo45Fe45Zr10 x Zr2O3 1 x, deposited on mylar substrate, was investigated. In the thin films (thickness up to 200 nm) aggregates of densely packed grains are observed. In the thick films the granules form a continuous coating of substrates and the porosity is shown as interstices between granules. It is revealed that change of the granule sizewith thickness is described by function Фd , by which the conductivity change d  for thin metal films was described. It is shown that nanostructure of theamorphous granular composite films determines their conductive and reflective properties. The thickness interval (d  200 470 nm), in which the average grain size changes at change of films thickness, similarly to static conductivity in direct current and dynamic conductivity in the range of microwave frequencies, has been defined. It is found that the thickness interval differs from those thicknesses( d  320  470nm) at which the reflection coefficient strongly changes. It is hy-pothesized that at d  200 320 nm the metal granules included in a dielectric ma-trix, yet do not possess sufficient conductivity to coherently reflect the microwaves.Studies of amorphous composite granular films by scanning electron microscopy were conducted. It is shown that in films with thickness up to 400 nm there are conductive paths discontinuities and between cracks and in the pores the substrate material is mainly located. If the film thickness exceeds 400 nm, the cracks are filled with the film material and the conductive paths have no discontinuities.

Список литературы Наноструктура аморфных гранулированных композитных пленок Co45Fe45Zr10 x Zr2O3 1 x

  • Бажин И.В., Лещева О.А., Никифоров И.Я. Электронная структура наноразмерных металлических кластеров//ФТТ. 2006. Т. 48. № 4. С. 726-731.
  • Грабов В.М., Демидов Е.В., Комаров В.А. Атомно-силовая микроскопия пленок висмута//ФТТ. 2008. Т. 50. № 7. С. 1312-1316.
  • Структура и магнитооптические свойства гранулированных нанокомпозитов пористый кремний-кобальт/Е.А. Ганьшина, М.Ю.Кочнева, Д.А.Подгорный, П.Н.Щербак, Г.Б. Демидович, С.Н.Козлов//ФТТ. 2005. Т. 47. № 7. С. 1333-1337.
  • Исследование наноструктурированных пленок меди методами растровой и атомносиловой микроскопии/И.Н.Серов, В.И.Марголин, Н.А.Потсар, И.А.Солтовская, В.С.Фантиков, В.А.Тупик//Поверхность. 2004. №7. С. 31-35.
  • Atomic force microscopy of in situ deformed nickel thin films/C.Coupeau, J.F.Naud, F.Cleymand, P.Goudeau, J.Grilhe//Thin Solid Films. 1999. Vol. 353. P. 194-200.
  • Scanning probe microscopy investigation of gold clusters deposited on atomically flat substrates/N.Vandamme, E.Janssens, F.Vanhoutte, P.Lievens, C.Van Haesendonck//Journal of Physics: Condensed Matter. 2003. Vol. 15. P. 2983-2999.
  • Du J.H., Le Q., Wang L.C. Microstructural investigation of as-deposited Co-Ag nano-graular films//Journal of Physics: Condensed Matter. 1995. Vol. 7. P. 9425-9432.
  • Житейцев Е.Р., Уланов В.А, Зарипов М.М., Жеглов Е.П. Исследование кластеров примесных ионов железа в кристалле BaF2 методом ЭПР//ФТТ. 2005. Т. 47. № 7. С. 1212-1216.
  • Yates H.M., Brook L.A., Sheel D.W. et al. The growth of copper oxides on glass by flame assisted chemical vapour deposition//Thin Solid Films. 2008. Vol. 517. № 2. P. 517-521.
  • Кукушкин С.А., Осипов А.В. Процессы конденсации тонких пленок//УФН. 1998. Т. 168. № 10. С. 1083-1116.
  • Упорядоченные наноструктуры золота на поверхности сапфира: получение и оптические исследования/А.Э.Муслимов, А.В.Буташин, А.А.Коновко, И.С.Смирнов, Б.С.Рощин, Ю.О.Волков, А.А.Ангелуц, А.В.Андреев, А.П.Шкуринов, В.М.Каневский, В.Е.Асадчиков//Кристаллография. 2012. Т. 57. № 3. С. 471-476.
  • Бек Г., Гюнтеродт Г.Й. Металлические стекла. М.: Наука, 1983. 454 с.
  • Полухин В.А., Ватолин Н.А. Моделирование аморфных металлов. М.: Наука, 1985. 288 с.
  • Rosenbaum R., Heines A., Palevski A. Metallic transport properties of amorphous nickelsilicon films//Journal of Physics: Condensed Matter. 1997. Vol. 9. P. 5395-5411.
  • Marchal G., Mangin P., Janot C. Amorphous gold-iron alloys above room temperature//Thin Solid Films. 1974. Vol. 23. P. 17-19.
  • Андреенко А.С., Никитин С.А. Магнитные свойства аморфных сплавов с переходными 3d-металлами//УФН. 1997. Т. 167. № 6. С. 605-622.
  • Луцев Л.В., Звонарева Т.К., Лебедев В.М. Электронный транспорт в гранулированных пленках аморфного углерода с наночастицами кобальта//Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. № 15. С. 84-89.
  • Калинин Ю.Е., Пономаренко А.Т., Ситников А.В., Стогней О.В. Электронный транспорт в гранулированных пленках аморфного углерода с наночастицами кобальта//Физика и химия обработки материалов. 2001. № 5. С. 14-20.
  • Ситников А.В. Электрические и магнитные свойства наногетерогенных систем металлдиэлектрик: Дис. докт. физ.-мат. наук. Воронеж: ВГТУ, 2010. 318 с.
  • Электрическое сопротивление аморфных нанокомпозитов CoTaNb+SiO2/И.В.Золотухин, Ю.Е.Калинин, П.В.Неретин, А.В.Ситников, О.В.Стогней//Альтернативная энергетика и экология. 2002. № 2. С. 7-14.
  • Антонец И.В., Котов Л.Н., Некипелов С.В., Голубев Е.А. Особенности наноструктуры и удельной проводимости тонких пленок различных металлов//ЖТФ. 2004. Т. 74. № 3. С. 24-27.
  • Антонец И.В., Котов Л.Н., Некипелов С.В., Карпушов Е.Н. Проводящие и отражающие свойства тонких металлических пленок//ЖТФ. 2004. Т. 74. № 11. С. 102-106.
  • Антонец И.В. Отражающие и проводящие свойства тонких металлических пленок и их наноструктура. Сыктывкар: Изд-во Сыктывкарского госуниверситета, 2007. 124 с.
  • Антонец И.В., Котов Л.Н., Макаров П.А., Голубев Е.А. Наноструктура, проводящие и отражающие свойства тонких пленок железа и (Fe)X(BaF2)Y//ЖТФ. 2010. Т. 80. № 9. С. 134-140.
  • Антонец И.В., Котов Л.Н., Шавров В.Г., Щеглов В.И. Электродинамические свойства тонких металлических пленок с различной толщиной и морфологией поверхности//Радиотехника и электроника. 2004. Т. 49. №10. С. 1243-1250.
  • Проводящие и отражающие свойства тонких металлических пленок с различной толщиной и морфологией поверхности/И.В.Антонец, Л.Н.Котов, С.В.Некипелов, В.Г.Шавров, В.И.Щеглов//Proceedings XII International Conference on Spin-Electronics and Gyrovector Electrodynamics. Moscow: Publisher UNC-1 MPEI (TU). 2003. P. 642-655.
  • Котов Л.Н., Антонец И.В., Голубев Е.А., Петрунев С.Н. Статическая проводимость и СВЧ отражающие свойства тонких Fe, Ni, Ti пленок//Вестник Поморского государственного университета. Серия “Естественные науки”. 2008. Т. 3. С. 50-57.
  • Баженов М.В., Антонец И.В., Голубев Е.А. Наноструктура аморфных металлических пленок и ее влияние на электромагнитные свойства//Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 2000. № 3. С. 8-9.
  • Особенности проводящих и отражающих свойств композитных пленок (Co45Fe45Zr10)Х(Al2O3)100-Х/Л.Н.Котов, С.Н.Петрунев, А.И.Сметанин, И.В.Антонец, Ю.Е.Калинин, А.В.Ситников//Вестник Сыктывкарского государственного университета. 2006. Серия 2. № 1. С. 34-41.
  • Антонец И.В., Котов Л.Н., Голубев Е.А. Влияние подложек на формирование рельефа поверхности тонких металлических пленок//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2007. № 8. С. 65-71.
  • Антонец И.В., Котов Л.Н., Некипелов С.В. Влияние поверхности подложек на формирование тонких металлических пленок//Вестник Сыктывкарского государственного университета. 2006. Серия 2. № 1. С. 14-19.
  • Динамическая проводимость аморфных наногранулированных пленок в диапазоне сверхвысоких частот/И.В.Антонец, Л.Н.Котов, Ю.Е. Калинин, А.В. Ситников, В.Г. Шавров, В.И. Щеглов//Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40.№ 14. С. 1-6.
  • Механизм динамической проводимости аморфных наногранулированных пленок “металлдиэлектрик” в диапазоне сверхвысоких частот/И.В. Антонец, Л.Н. Котов, О.А.Кирпичева, Е.А.Голубев, Ю.Е.Калинин, А.В.Ситнков, В.Г.Шавров, В.И.Щеглов//Журнал радиоэлектроники. Электронный журнал. 2014. №4. http://jre.cplire.ru/koi/apr14/12/
Еще