Выпуски УФМ »  Том 18, выпуск 3

Получение и физические свойства моно- и многослойных металлических наноструктур

В. А. Артемюк, Л. И. Карбовская, Е. Я. Кузнецова, В. Л. Карбовский, Л. П. Клюенко, С. С. Смоляк

Институт металлофизики им. Г.В. Курдюмова НАН Украины, бульв. Академика Вернадского, 36, 03142 Киев, Украина

Получена: 01.08.2017. Скачать: PDF

Анализ литературных данных показывает, что изучение поверхностно нанесённых металлических наноструктур является актуальной проблемой физики поверхности. Конечная структура тонких плёнок зависит от большого количества параметров и факторов, таких как различия постоянных решёток и коэффициентов термического расширения вещества, которое наноситься, и подкладки, что, в свою очередь, приводит к возникновению внутренних напряжений и дальнейшей деградации плёнки. В процессе формирования моно- и многослойных структур весомое место занимают такие параметры как температура и структура подложки, скорость осаждения, фрагментация нанокластеров, характеристика смачивания, время нанесения, расстояние от кюветы до образца, давление в камере и температура расплава в кювете. Целенаправленное управление этими параметрами позволяет прогнозировать и создавать поверхностные структуры с необходимым набором физико-химических свойств.

Ключевые слова: монослои металлов, нанорельеф поверхности, термическое напыление, субшероховатость.

PACS: 68.35.bt, 68.37.-d, 68.43.Vx, 68.55.jd, 81.15.Cd

Citation: V. A. Artemyuk, L. I. Karbivska, O. Ya. Kuznetsova, V. L. Karbivskyy, L. P. Klyuyenko, and S. S. Smolyak, Fabrication and Physical Properties of Mono- and Multilayer Metallic Nanostructures, Usp. Fiz. Met., 18, No. 3: 235—263 (2017) (in Ukrainian), doi: 10.15407/ufm.18.03.235

Цитированная литература (95)  
  1. J. H. Han, H. N. Hwang, H. G. Jee, B. Kim, S. Chung, Y. D. Kim, and C. C. Hwang, Surf. Sci., 604, No. 9: 853 (2010). Crossref
  2. N. V. Denisov, E. N. Chukurova, Yu. V. Luniakov, O. A. Utas, S. G. Azatyan, A. A. Yakovlev, A. V. Zotov, and A. A. Saranina, Surf. Sci., 623: 17 (2014). Crossref
  3. M. Wolz, Y. L. Huang, M. Seibt, and S. C. Erwin, Surf. Sci., 624: 15 (2014). Crossref
  4. C. Zhang, G. Chen, K. Wang, H. Yang, T. Su, C. T. Chan, M. T. Loy, and X. Xiao, Phys. Rev. Lett., 94: 176104 (2005). Crossref
  5. Y. Wu, Y. Zhou, C. Zhou, H. Zhan, and J. Kang, J. Chem. Phys., 133: 124706 (2010). Crossref
  6. I. Jarrige, R. Delaunay, and P. Jonnard, Solid State Commun., 136, No. 1: 11 (2005). Crossref
  7. F. Chiaravalloti, D. Riedel, and G. Dujardin, Phys. Rev. B, 79: 245431 (2009). Crossref
  8. L. Zhang, Y. Jeon, H. Shim, and G. Lee, J. Vac. Sci. Technol. A, 30, No. 3: 10.1116 (2012). Crossref
  9. G. Yang, Y. Zhou, H. Long, Y. Li, and Y. Yang, Thin Solid Films, 515, No. 20: 7926 (2007). Crossref
  10. M. Rai, A. Yadav, and A. Gade, Biotechnology Advances, 27, No. 1: 76 (2009). Crossref
  11. R. M. Tilaki, A. Irajizad, and S. M. Mahdavi, Appl. Phys. A, 84, No. 1: 215 (2006). Crossref
  12. G. Yang, D. Guan, W. Wang, W. Wu, and Z. Chen, Opt. Mater., 25, No. 4: 439 (2004). Crossref
  13. H. J. Lee, S. Y. Yeo, and S. H. Jeong, J. Mat. Sci., 38, No. 10: 2199 (2003). Crossref
  14. V. L. Karbivskyy, V. V. Vishniak, and V. H. Kasiyanenko, Adv. Microscopy Research, 6: 278 (2011). Crossref
  15. I. Dezsi, C. Fetzer, I. Szucs, J. Dekoster, A. Vantomme, and M. Caymax, Surf. Sci., 599, No. 1: 122 (2005). Crossref
  16. M. Naito, M. Ishimaru, J. A. Valdez, and K. E. Sickafus, J. Appl. Phys., 104, No. 7: 073524 (2008). Crossref
  17. K. Konuma, J. Vrijmoeth, P. M. Zagwijn, J. W. M. Frenken, E. Vlieg, and J. F. van der Veen, J. Appl. Phys., 73, No. 3: 1104 (1993). Crossref
  18. V. H. Lifshyts, Soros Educational Journal, 2: 107 (1997).
  19. Y. Zhuo, W.Sun, L. Dong, and Y. Chu, Appl. Surf. Sci., 257, No. 24: 10395 (2011). Crossref
  20. L. Zhao, K. Ding, X. Ji, J. Li, H. Wang, and W. Yang, Colloids Surf. A, 386, No. 1: 172 (2011). Crossref
  21. Y. J. Lu, J. Kim, H. Y. Chen, C. Wu, N. Dabidian, C. E. Sanders, C. Y. Wang, M. Y. Lu, B, H. Li, X. Qiu, W. H. Chang, L. J. Chen, G. Shvets, C. K. Shih, and S. Gwo, Science, 337, No. 6093: 450 (2012). Crossref
  22. H. Liu, Y .F. Zhang, D. Y. Wang, M. H. Pan, J. F. Jia, and Q. K. Xue, Surf. Sci., 571, No. 1: 5 (2004). Crossref
  23. C. R. Henry, Surf. Sci., 31, No. 7: 231 (1998). Crossref
  24. C. T. Campbell, Surf. Sci. Rep., 27, No. 1: 1 (1997). Crossref
  25. K. Oura, V. G. Lifshic, A. A. Saranin, A. V. Zotov, and M. Katajama, Vvedenie v Fiziku Poverkhnosti [Introduction to Surface Physics] (Moscow: Nauka: 2006) (in Russian).
  26. J. G. Amar, F. Fereydoon, and L. Pui-Man, Phys. Rev. B, 50: 8781 (1994). Crossref
  27. E. Bauer, Z. Kristallogr. Cryst. Mater., 110: 372 (1958). Crossref
  28. A. R. Smith, K. J. Chao, Q. Niu, and C. K. Shih, Science, 273, No. 5272: 226 (1996). Crossref
  29. D. A. Evans, M. Alonso, R. Cimino, and K. Horn, Phys. Rev. Lett., 70, No. 3483 (1993). Crossref
  30. Z. Y. Zhang, Q. Niu, and C. K. Shih, Phys. Rev. Lett., 80: 5381 (1998). Crossref
  31. A. V Panin, A. P. Shugurov, and L. N. Puchkareva, Fizicheskaya Mezomekhanika, 3, No. 3: 53 (2000).
  32. V. Karbivskyy, L. Karbivska, and V. Artemyuk, Nanoscale Research Letters, 11, No. 69: 1 (2016). Crossref
  33. A. A. Chernyj, S. V. Mashhenko, and V. V. Goncharov, Problemy Mashynostroenyia, 17, No. 4: 59 (2014).
  34. E. I. Rogacheva, O. N. Nashhekina, S. I. Ol’khovskaya, and M. S. Dresselhaus, Termoelektrichestvo, 14, No. 4: 25 (2012).
  35. С. Douketis, Z. Wang, T. L. Haslett, and М. Moskovits, Phys. Rev. B, 51, No. 16: 11022 (1995).
  36. C. H. Chen and H. E. Huang, Mater. Trans., 46, No. 6: 1413 (2005). Crossref
  37. J. Ebothe, P. Roca i Cabarrocas, G. Godet, and B. Equer, Mater. Sci. Eng. B, 42, No. 1: 105 (1996). Crossref
  38. J. Wu and P. Jin, Front. Phys., 10: 108101 (2015). Crossref
  39. R. Siddheswaran, R. Medlin, P. Belsk, V. Vavrunkov, J. Ocensek, B. Davidb, and P. Sutta, RSC Adv., 4: 23405 (2014). Crossref
  40. W. C. Hsu and K. H. Su, Res. Exp., 1, No. 10: 9 (2007).
  41. Yu. B. Bolhovityanov, O. P. Pchelyakov, and S. I. Chikichev, Uspekhi Fiz. Nauk, 171, No. 7: 689 (2001) (in Russian); Phys. Usp., 44: 655 (2001). Crossref
  42. H. Galinski, T. Ryll, P. Elser, J. L. M. Rupp, A. Bieberle-Hütter, and L. J. Gauckler, Phys. Rev. B, 82: 235415 (2010). Crossref
  43. M. Bouroushian, T. Kosanovic, D. Karoussos, and N. Spyrellis, Electrochim. Acta, 54, No. 9: 2522 (2009). Crossref
  44. H. N. Lee A. Visinoiu, S Senz, C. Harnagea, A. Pignolet, D. Hesse, and U. Gosele, J. Appl. Phys., 88, No. 11: 6658 (2000). Crossref
  45. M. Copel, M. C. Reuter, M. H. Hoegen, and R. M. Tromp, Phys. Rev. B, 42, No. 18: 11682 (1990). Crossref
  46. M. H. Hoegen, F. K. Legoues, M. Copel, M. C. Reuter, and R. M. Tromp, Phys. Rev. Lett., 67, No. 9: 1130 (1991). Crossref
  47. E. Kaxiras, Mater. Sci. Eng. B, 30, No. 2: 175 (1995). Crossref
  48. A. A. Gokhale, T. F. Kuech, and M. Mavrikakis, J. Cryst. Growth, 285, No. 1: 146 (2005). Crossref
  49. D. J. Eaglesham ans R. Hull, Mater. Sci. Eng. B, 30, No. 2: 197 (1995). Crossref
  50. B. C. Vavilov, V. F. Kiselev, and B. N. Mukashev, Defekty v Kremnii i na Ego Poverkhnosti [Defects in Silicon and on Its Surface] (Moscow: Nauka: 1990) (in Russian).
  51. D. P. Adams, L .J. Parfitt, J. C. Biello, S. M. Yalisove, and Z. U. Rek, Thin Solid Films, 266, No. 1: 52 (1995). Crossref
  52. V. Branger, V. Pelosin, K. F. Badawi, and Ph. Goudeau, Solid Films, 275, No. 1: 22 (1996). Crossref
  53. P. A. Flirm, MRS Bulletin, 20, No. 11: 70 (1995). Crossref
  54. G. Meyer, J. Repp, S. Zophel, K. Braun, S. W. Hla, S. Folsch, L. Bartels, F. Moresco, and K. H. Rieder, Single Mol., 1, No. 1: 79 (2000). Crossref
  55. M. Miyazaki and H. Hirayama, Surf. Sci., 602, No. 1: 276 (2008). Crossref
  56. B. Voigtlander, Surf. Sci. Rept., 43, No. 5: 127 (2001). Crossref
  57. C.L. Cleveland and U. Landman, Science, 257, No. 5068: 355 (1992). Crossref
  58. G. Vandoni, C. Felix, R. Monot, J. Buttet, and W. Harbich, Chem. Phys. Lett., 229, No. 1: 51 (1994). Crossref
  59. C. Brechignac, P. Cahuzac, F. Carlier, M. de Frutos, A. Masson, C. Mory, C. Colliex, and B. Yoon, Phys. Rev. B, 57, No. 4: R2084 (1998). Crossref
  60. P. Jensen, Rev. Mod. Phys., 71, No. 5: 1695 (1999). Crossref
  61. H. P. Cheng and U. Landman, Science, 260, No. 5112: 1304 (1993). Crossref
  62. K. Bromann, C. Felix, H. Brune, W. Harbich, R. Monot, J. Buttet, and K. Kern, Science, 274: 956 (1996). Crossref
  63. K. Judai, K. Sera, S. Amatsutsumi, K. Yagi, T. Yasuike, S. Yabushita, A. Nakajima, and K. Kaya, Chem. Phys. Lett., 334, No. 4: 277 (2001). Crossref
  64. P. Fayet, F. Granzer, G. Hegenbart, E. Moisar, B. Pischel, and L. Woste, Phys. Rev. Lett., 55: 3002 (1985). Crossref
  65. M. Valden, X. Lai, and D. W. Goodman, Science, 281, No. 5383: 1647 (1998). Crossref
  66. U. Heiz, A. Sanchez, S. Abbet, and W. D. Schneider, J. Am. Chem. Soc., 121, No. 13: 3214 (1999). Crossref
  67. S. Abbet, A. Sanchez, U. Heiz, W. D. Schneider, A. M. Ferrari, G. Pacchioni, and N. Rosch, J. Am. Chem. Soc., 122, No. 14: 3453 (2000). Crossref
  68. U. Heiz, A. Sanchez, S. Abbet, and W. D. Schneider, Chem. Phys., 262, No. 1: 189 (2000). Crossref
  69. S. Abbet, A. Sanchez, U. Heiz, and W. D. Schneider, J. Catal., 198, No. 1: 122 (2001). Crossref
  70. W. Christen, U. Even, T. Raz, and R. D. Levine, J. Chem. Phys., 108: 10262 (1998). Crossref
  71. W. Yamaguchi, K. Yoshimura, Y. Tai, Y. Maruyama, K. Igarashi, S. Tanemura, and J. Murakami, Chem. Phys. Lett., 311, No. 5: 341 (1999). Crossref
  72. S. J. Carroll, P. D. Nellist, R. E. Palmer, S. Hobday, and R. Smith, Phys. Rev. Lett., 84: 2654 (2000). Crossref
  73. W. Yamaguchi, K. Yoshimura, Y. Tai, Y. Maruyama, K. Igarashi, S. Tane-mura, and J. Murakami, J. Chem. Phys., 113: 3808 (2000). Crossref
  74. S. J. Carroll, S. Pratontep, M. Streun, R. E. Palmer, Chem. Phys., 113: 7723 (2000).
  75. W. Yamaguchi, H. Ohashi, and J. Murakami, Chem. Phys. Lett., 364, No. 1: 1 (2002). Crossref
  76. P. Kocan, I. Ostadal, and P. Sobotik, Surf. Sci., 600, No. 18: 3928 (2006). Crossref
  77. A. Adamson, Fizicheskaya Khimiya Poverkhnostey [Physical Chemistry of Surfaces] (Moscow: Mir: 1979) (Russian translation).
  78. P. A. Vityaz’, V. K. Sheleg, and V. M. Kapcevich, Zavodskaya Laboratoriya, 4: 53 (1985).
  79. P. A. Vityaz’, V. K. Sheleg, and V. M. Kapcevich, Poroshkovaya Metallur-giya, 4: 52 (1986).
  80. A. D. Zimon, Adgeziya Zhidkosti i Smachivanie [Fluid Adhesion and Wet-ting] (Moscow: Khimiya: 1974) (Russian translation).
  81. E. G. Shafrin and W. A. Zisman, J. Phys. Chem., 65, No. 5: 519 (1960). Crossref
  82. B. Ressel, K. C. Prince, S. Heun, and Y. Homma, J. Appl. Phys., 93: 3886 (2003). Crossref
  83. A. A. Stekolnikov, J. Furthmuller, and F. Bechstedt, Phys. Rev. B, 65: 115318 (2002). Crossref
  84. N. Eustathopoulos, N. Sobczak, A. Passerone, and K. Nogi, J. Mater. Sci., 40: 2271 (2005). Crossref
  85. B. Ressel, K. C. Prince, and S. Heun, J. Appl. Phys., 93: 3886 (2003). Crossref
  86. J. Lyklema, S. Rovillard, and J. D. Coninck, Langmuir, 14, No. 14: 5659 (1998). Crossref
  87. B. D. Summ, Sorosovskiy Obrazovatel’nyy Zhurnal, 7: 98 (1999).
  88. N. Eustathopoulos, M. G. Drevet, and B. Nicholas, Wettability at High Temperatures (Oxford: Pergamon: 1999), vol. 3, p. 419. Crossref
  89. C. Rado, S. Kalogeropoulou, and N. Eustathopoulos, Mater. Sci. Eng. A, 276, No. 1: 195 (2000). Crossref
  90. P. Protsenko, O. Kozlova, R. Voytovych, and N. Eustathopoulos, J. Mater Sci., 43, No. 16: 5669 (2008). Crossref
  91. A. Marmur, Langmuir, 19, No. 20: 8343 (2003). Crossref
  92. C. Ishino and K. Okumura, Eur. Phys. J. E, 25, No. 4: 415 (2008). Crossref
  93. T. Andersen, H. K. Haugen, and H. Hotop, J. Phys. Chem. Ref. Data, 28: 1511 (1999). Crossref
  94. V. G. Lifshic, Sorosovskiy Obrazovatel‘nyy Zhurnal, 1: 99 (1995).
  95. R. Schad, F. Jentzsch, and M. Henzler, J. Vac. Sci. Technol. B, 10: 1177 (1992). Crossref

© 2013–2018 «ИМФ НАН Украины»