Вплив низькоенергетичного бомбардування іонами інертного газу на структуру та властивості металевих тонких плівок
ВАСИЛЬЄВ М.О.$^{1}$, РУДЕНКО Е.М.$^{1}$, ВОЛОШКО С.М.$^{2}$
$^1$Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України, бульв. Академіка Вернадського, 36, 03142 Київ, Україна
$^2$Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», Берестейський просп., 37, UA-03056 Київ, Україна
Отримано 25.11.2023, остаточна версія 19.04.2024 Завантажити PDF
Анотація
Метою огляду є аналіз основних опублікованих результатів найбільш систематичних досліджень зміни структурно-фазового стану, фізико-хімічних властивостей систем металевих одно- та багатошарових тонких плівок після бомбардування низькоенергетичними (< 10 еВ) іонами інертного газу. Нанорозмірні плівкові системи було одержано за допомогою двох поширених фізичних методів: магнетронного осадження та терморезистивного випаровування. В основі одношарових систем лежать такі чисті метали як Co, Cu, Ni, Pt, Nb, Ti, Fe, W. Нанесені на підкладинку Si(100) плівки мали товщину в діапазоні 25–700 нм. Виготовляли багатошарові тонкі плівки на основі наступних комбінацій: Cu/Ni, Ni/Cu/Cr, Cr/Cu/Ni і Ni/Cu/V з товщиною кожного шару у 25–30 нм. Використовували низькоенергетичне бомбардування іонами інертного газу (Xe+, Ar+, Ne+, He+) зі зміною енергії пучка в діапазоні 200–10000 еВ і флюенсом у діапазоні 1015–1019 іонів/см2. Морфологію, мікроструктуру та хімічну еволюцію полікристалічних тонких плівок, спричинену іонним бомбардуванням, досліджували за допомогою рентгенівської дифракції, вторинної іонної мас-спектрометрії, оже-електронної спектроскопії, електрографії, трансмісійної електронної мікроскопії, сканувальної електронної мікроскопія, атомно-силової мікроскопії та трибологічних випробувань. Обговорюються різні фізичні механізми, що сприяють цій еволюції, та їхній зв’язок із теоретичними моделями й експериментальними дослідженнями тонких плівок, індукованих іонами.
Ключові слова: тонкі плівки, іонне бомбардування, поверхні, фазові перетворення, зносостійкість.
DOI: https://doi.org/10.15407/ufm.25.02.213
Citation: M.O. Vasylyev, E.M. Rudenko, and S.M. Voloshko, Influence of the Low-Energy Inert-Gas Ion Bombardment on the Structure and Properties of Metallic Thin Films, Progress in Physics of Metals, 25, No. 2: 213–242 (2024)