Модификация свойств приповерхностных слоев стабилизированного диоксида циркония при ионном облучении
Диссертация
Результаты проведенных исследований обсуждались на следующих Международных конференциях: двенадцатой международной конференции «Взаимодействие ионов с поверхностью» (Москва 1995), третьем Российско-Китайском симпозиуме «Advanced Materials and Processes» (Kaluga, Russia 1995), E-MRS Spring Meeting (Strasbourg, France 1995), третьем межгосударственном семинаре «Структурно-морфологические основы… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. РАДИАЦИОННЫЕ ПРОЦЕССЫ В ШИРОКОЗОННЫХ ОКСИДНЫХ МАТЕРИАЛАХ
- 1. 1. Радиационные процессы в оксидных материалах
- 1. 2. Образование включений новой фазы в диэлектрических матрицах при ионном облучении
- 1. 3. Влияние ионного облучения на диоксид циркония и стабилизированный диоксид циркония
- 1. 4. Дефекты в стабилизированном диоксиде циркония
- 1. 4. 1. Дефекты в стабилизированном диоксиде циркония, обусловленные наличием стабилизирующей добавки
- 1. 4. 2. Свойства дефектов СДЦ, подвергнутого термохимическомувосстановлению и рентгеновскому излучению
- 1. 4. 3. О корреляции между поведением С-дефектов и электрической проводимостью
- 1. 5. О возникновении при ионном облучении диэлектриков макроскопических дефектов
- 1. 6. Выводы и постановка задачи
- Глава 2. ВЫБОР РЕЖИМОВ ИОННОГО ОБЛУЧЕНИЯ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ СВОЙСТВ ИОННО-ОБЛУЧЕННОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ
- Введение 57 2.1. Методика облучения образцов стабилизированного диоксида циркония
- 2. 1. 1. Выбор объектов исследования
- 2. 1. 2. Методика облучения СДЦ
- 2. 2. Результаты моделирования процессов, происходящих в стабилизированном диоксиде циркония при облучении легкими и тяжелыми ионами
- 2. 3. Методы исследования свойств ионно-облученного стабилизированного диоксида циркония
- 2. 3. 1. Рентгено-дифракционные методы исследования свойств ионно-облученного стабилизированного диоксида циркония
- 2. 3. 2. Измерение эффекта Холла в ионно-облученном стабилизированном диоксиде циркония
- 2. 3. 3. Оптические методы исследования свойств ионно-облученного стабилизированного диоксида циркония
- 2. 3. 4. Атомно-силовая и ближнепольная оптическая микроскопия ионно-облученного стабилизированного диоксида циркония
- 2. 4. Методика расчета параметров металлических включений в диэлектрических матрицах, основанная на теории Ми
- 2. 5. Выводы
- Глава 3. ИЗМЕНЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ ПРИ ИОННОМ ОБЛУЧЕНИИ И ФОРМИРОВАНИЕ НАНОРАЗМЕРНЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ С МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПРОВОДИМОСТЬЮ В СДЦ
- 3. 1. Исследование изменений электрофизических параметров стабилизированного диоксида циркония при ионном облучении
- 3. 2. Образование наноразмерных включений с металлической проводимостью в СДЦ при облучении ионами Не
- 3. 3. Сравнение параметров НВ, возникающих в СДЦ при облучении ионами Не и Ъх
- 3. 4. Влияние термического отжига на параметры HB в СДЦ
- 3. 5. Полосы оптического поглощения в области энергий -3,3 эВ и ~4,2 эВ
- 3. 6. Диффузионные процессы в СДЦ при ионном облучении
- 3. 7. Влияние электрического поля, приложенного в процессе облучения, на модификацию свойств стабилизированного диоксида циркония
- 3. 8. Атомно-силовая и ближнепольная оптическая микроскопия ионно-облученного стабилизированного диоксида циркония
- 3. 9. Фотолюминисценция ионно-облученного стабилизированного диоксида циркония
- ЗЛО
- Выводы
- Глава 4. МОДЕЛЬ МИКРОСКОПИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ, ПРОИСХОДЯЩИХ В МОНОКРИСТАЛЛАХ СТАБИЛИЗИРОВАННОГО ДИОКСИДА ЦИРКОНИЯ ПРИ
- ИОННОМ ОБЛУЧЕНИИ
- 4. 1. Модель микроскопических процессов, происходящих в монокристаллах стабилизированного диоксида циркония при облучении ионами Не и Zr
Список литературы
- Шварц К.К., Экманис Ю. А. Диэлектрические материалы: радиационные процессы и радиационная стойкость. Рига: Зинатне, 1989. 187 с.
- Чеботин В.Н., Перфильев М. В. Электрохимия твердых электролитов. М.: Химия, 1978. 312 с.
- Будылин Б.В., Воробьёв A.A. Действие излучений на ионные структуры. М.: Госатомиздат, 1962. 168 с.
- Лущик Ч.Б., Лущик А. Ч. Распад электронных возбуждений с образованием дефектов в твёрдых телах. М.: Наука, 1989. 264 с.
- Шнаревич Е.И., Рыбинский O.A., Злобин В. А. Диэлектрики интегральных схем. М.: Энергия, 1975. 120 с.
- Харитонов Е.В. Диэлектрические материалы с неоднородной структурой. М.: Радио и связь, 1983. 128 с.
- Ботаки A.A., Воробьёв A.A., Ульянов В. Л. Радиационная физика ионных кристаллов. М: Атомиздат, 1980. 208 с.
- Мейер Дж., Эриксон Л., Дэвис Дж. Ионное легирование полупроводников (кремний и германий). М.: Мир, 1973. 296 с.
- Зорин Е.И., Павлов П. В., Тетельбаум Д. И. Ионное легирование полупроводников. М.: Энергия, 1975. 129 с.
- Работа выполнена в рамках гранта по исследованиям в области ядерной техники и физики пучков ионизированных излучений, а также в рамках программы «Фундаментальные и прикладные проблемы взаимодействия плазмы с поверхностью».
- Физические процессы в облучённых полупроводниках. Новосибирск: Наука, 1977. 256 с.
- Вопросы радиационной технологии полупроводников. Новосибирск: Наука, 1980. 296 с.
- Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. М.: Наука, 1983. 360с.
- Томпсон М. Дефекты и радиационные повреждения в металлах. М.: Мир, 1971. 386 с.
- Александров В.И., Осико В. В., Прохоров А. М., Татаринцев В. М. Получение высокотемпературных материалов методом прямого высокочастотного плавления в холодном контейнере. // Успехи химии. 1978. Т.47. Вып.З. С.385−427.
- Orera V.M., Merino R.I., Chen Y., Cases R., Alonso P.J. Intrinsic electron and hole defects in stabilized zirconia single crystals //Phys. Rev. 1990. V.42. N16. P.9782−9789.
- Sholten D. and Burggraaf A.J., High dose ion implantation in yttria stabilized zirconia//Radiation effects. 1986. V.97. P. 191−197.
- Kelly R., Lam N.Q. The sputtering of oxides. Part I: a survey of the experemental results. //Radiation Effects. 1973. V.19. P.39−47.
- Naguib H.M., Kelly R. Criteria for bombardment-induced structural chandges in non-metallic solids //Radiation Effects. 1975. V.25. P. 1−12.
- Morant С., Sanz J.M., Galan L. Ar-ion bombardment effects on ZrC>2 surfaces//Phys. Rev. B. 1992. V. 45. P.1391−1398.
- Sefeld H., Bechrish R., Scherzer B.M.U. e.a. //Труды VII международной конференции по атомным столкновениям в твёрдых телах. М.: МГУ, 1980. т.2. С. 327.
- Анисимов С.И., Горшков О. Н., Васильев В. К. //Журнал технической физики. 1981. Т.51. С. 628.
- Kelly R. A model for interpreting of the formation of bombardment-induced disorder. //Radiation effects. 1970. Y.2. P.281−286
- Lam N.Q. et Kelly R. Phenomenes de pulverisation et de distribution en profondeur. Partie IV. Pulverisation cathodique des oxydes Nb203, Ta205 et W03. //Canadian Jornal of Physics. 1970. V.48. N2. P.137−145.
- Sigmund P. Theory of Sputtering. I. Sputtering Yeld of Amorphous and Polycrystalline Targets. //PhysRev. 1969. V.184. P.383−416
- Kelly R. The sputtering of isulators, Beam modification of matereals. V.2. Ion beam modification of insulators (Mazzoldi P. and Arnold G.W., Editors). 1987. Elsevier. P.57−113.
- Эланго M.A. Элементарные неупругие радиационные процессы. M.: Наука, 1988. 152 с.
- Second International Conference on Nanostructured Materials (NANO'94). Programme and Abstracts. October-3−7. 1994. Stuttgart University. Germany. 330p.
- Fukami K., Chayahara A., Kadono K., Sakaguchi T., Horino Y., Miya M., Fujii K., Hayakawa J. and Satou M. Gold nanoparticles ion implanted in glass with enhanced nonlinear opttical properties. J.Appl.Phys., 1994. V.75, N6. P.3075−3080.
- Kitazawa N., Yano T., Shibata Sh. and Yamane M. Precipitatiton of Silver Particles in Glasses by Ion Irradiation. Jpn.J.Appl.Phys. 1994. V.33. Part 2. N 9A. P. 1245−1247.
- Mutti P., Ghislotti G., Bertoni S., Bonoldi L., Cerofolini G.F., Meda L., Grilli E. and Guzzi M. Room-temperature visible luminescence from silicon nanocrystals in silicon implanted Si02 layers//Appl.Phys. Lett. 1995. V.66. No.7. P.851−853.
- Mie G. Beitrage zur Optik truber Medien, speziell kolloidaler Metallosungen. Annalen derPhysik. 1908. Band 25. Folge 4. N3. P.377−445.
- Doyle W.T. Absorption of light by colloids in alkali halide crystals. Physical Review. 1958. V.111. No. 4. P. 1067−1072.
- Чеботин В.Н. Физическая химия твердого тела. М.: Химия, 1982. 320 с.
- Li X. and Hafskjold В. Molecular dynamics simulations of yttrium-stabilized zirconia. J. Phys.: Condens. Matter. 1995. V.7. P.1255−1271.
- Merino R.I. and Orera V.M. Correlation between intrinsic electron traps and electrical conductivity in stabilised zirconia. Solid-State Ionics. 1995. V.76. No. 1−2. P.97−102.
- Чайковский Э.Ф., Батуричева З. Б., Шахнович М. И., Таран А. А. Спектроскопическое исследование радиационных дефектов в кристаллах сапфира, облученных ионами аргона. Журнал прикладной спектроскопии. 1984. Т.41. Вып.4. С.669−671.
- Guseva M.I. and Martynenko Yu. V. Blistering. In: Physics of Radiation Effects in Crystals. Edited by R. AJohnson and A.N.Orlov. Elsevier Science Publishers B.Y., 1986. Chapter 11.
- Betzig E. And Trautman J.K. Near field optics: microscopy, spectroscopy, and surface modification beyond the diffraction limit //Science. 1992. V.257. P. 189−195.
- Горшков O.H., Грачева T.A., Касаткин А. П., Малыгин H.Д., Новиков В. А., Щуров А. Ф. Свойства стабилизированных иттрием кристаллов диоксида циркония, облученных ионами инертных газов// Высокочистые вещества. 1995. N2. С.85−93.
- Горшков О.Н., Грачева Т. А., Касаткин А. П., Малыгин Н. Д., Новиков В. А., Щуров А. Ф. Ионно-пучковая модификация свойств приповерхностных слоев Zrl-xYx02-х/2. Поверхность. 1997. N1. С. 15−19.
- Huges А.Е. Radiation damage in insulators at high doses. Radiations Effects. 1986. Y.97. P.161−173.
- Перевощиков В.А., Скупов В. Д., Особенности абразивной и химической обработки поверхности полупроводников. Нижний Новгород: Изд. Нижегородского университета, 1992. 198 с.
- Рябчиков А.И. Нетрадиционные методы импульсно-периодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов. Известия высших учебных заведений. Физика. 1994. Т.37. N6. С.52−63.
- Jane U. and Lidiard А.В. The growth of colloidal centres in irradiated alkali halides. Phil. Mag. 1977. У.35. No.l. P.245−259.
- Гаршин Л.П., Швайко-Швайковский B.E., Бердиков В. Ф. //Неорганические материалы. 1991. Т.27. С. 758.
- Biersack J.P. Computer Simulations of Sputtering. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B. 1987. B.27. P.21−36.
- Бирзак Й.П. Машинное моделирование распыления. В кн.: Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел.: Сб. статей 1986−1987 гг.: Пер. с англ./Сост. Е. С. Машкова.- М.: Мир. 1989. 349 с.
- Shchurov A.F., Gracheva T.A., Malygin N.D. e.a. //Coll. abstracts. V.3. Xll European Crystallographic Meeting. Moscow. USSR. 1989. P.384.
- O.N.Gorshkov, V.A.Novikov and A.P.Kasatkin «Ion Beem Processing of Yttrium Stabilised Zirconia» E-MRS 1995 Spring Meeting. Final Programme. Oral Sesion of
- Symposium С (Joint Session with Symposium J). P. C-2, C-J.II.4. 1995, Strasbourg (France).
- Ekmanis Y.A. and Radchenko I.S. Optical properties of inhomogeneous colloidal centers in alkali halides. Phys. Stat. Sol. (b). 1983. V. 115. N2. P.389−407.
- Ekmanis Y.A. and Radchenko I.S. Light extinction by colloidal thallium in ionic crystals. Phys. Stat. Sol. (b). 1985. V.127. N1. P.287−298.
- Gorshkov O.N., Novikov V.A. and Kasatkin A.P. Properties of colloidal particles arising in yttria stabilised zirconia (YSZ) under irradiation with He ions at different doses. E-MRS 1996 Spring Meeting, Final Programme. I-I/P15.
- Золотарёв B.M., Морозов B.H., Смирнова E.B. Оптические постоянные природных и технических сред. Л.: Химия, 1984. 216 с.
- Алгоритмы и программы для численного решения некоторых задач эллипсометрии. Новосибирск: Наука, 1980. 186 с.
- Аброян И.А., Андронов А. Н., Титов А. И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высш. шк., 1984. 320 с.
- Самсонов Г. В., Прядко И. Ф., Прядко Л. Ф. Электронная локализация в твердом теле. М.: Наука. 1976. 339 с.
- Новиков В.А., Горшков О. Н., Касаткин А. П. Десорбция кислорода с поверхности стабилизированного диоксида циркония под воздействием пучка ионов гелия.
- Тез. докл. X конференции по химии высокочистых веществ. Н. Новгород 1995, с. 215.
- Бахвалов Н.С. Численные методы. T.l. М.: Наука. 1973. 631 с.
- Шишловский А. А. Прикладная физическая оптика. М.: ГИФМЛ. 1961. 824 с.
- Arnold G.W. Near-surface nucleation and crystallization of an ion-implanted lithia-aluminia-silica glass. J.Appl.Phys., 1975. Y.46. N10. P.4466−4473.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. акад. И. К. Кикоина. М.: Атомиздат. 1976. 1008 с.
- Укше Е.А., Букун Н. Г. Твердые электролиты. М.: Наука, 1977. 176 с.
- Болтакс Б.И. Диффузия в полупроводниках. М.: Гос. изд. физико-матем. лит., 1961. 464 с.
- Готт Ю.В., Явлинский Ю. Н. Взаимодействие медленных частиц с веществом и диагностика плазмы. М: Атомиздат. 1973. 128 с.
- Shimisu-Iwayama T., Fujita К., Nakao S., Saitoh К., Fujita T. and Itoh N. Visible photoluminescence in Si±implanted silica glass//J.Appl.Phys. 1994. V.75. No. 12. P.7779−7783.
- Горшков O.H., Новиков В. А., Касаткин А. П. Дефекты в ионно-облученном стабилизированном диоксиде циркония. Материалы XIII Международной конференции Взаимодействие ионов с поверхностью (Звенигород, 1−5 сентября 1997) Т.2, Москва, 1997, с.291−293.
- Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. Коллектив авторов. М.: Наука, 1979. 340 с.
- Харрисон У. Электронная структура и свойства твердых тел. Физика химической связи: Пер. с англ. М.: Мир, 1983. Т.2. 332 с.