LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Технологія металів. Машинобуд. → Пошарова вторинно-електронна спектроскопія монокристалічних сплавів


НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ


ІНСТИТУТ МЕТАЛОФІЗИКИ ім. Г.В. КУРДЮМОВА






Тіньков Віталій Олександрович





УДК 539.2.221; 539.533; 541.123




Пошарова вторинно-електронна спектроскопія


монокристалічних сплавів









01.04.18 – фізика і хімія поверхні



Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук







Київ – 2005



Дисертацією є рукопис


Робота виконана в Інституті металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України


Науковий керівник доктор фізико-математичних наук, професор Васильєв Михайло Олексійович,

Інститут металофізики ім Г.В. Курдюмова НАН України, завідувач відділом.


Офіційні опоненти: член-кор. НАН України,

доктор фізико-математичних наук, професор,

Погорілий Анатолій Миколайович,

Інститут магнетизму НАН України,

завідувач відділом.


доктор фізико-математичних наук,

Крайніков Олександр Васильович,

Інститут проблем матеріалознавства

ім. І.М. Францевича НАН України,

провідний науковий співробітник.


Провідна установа: Інститут хімії поверхні НАН України, м. Київ



Захист відбудеться 11.10.2005 р. о 14_ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.168.02 при Інституті металофізики

ім. Г.В. Курдюмова НАН України за адресою 03680, м. Київ-142,

бульвар Вернадського, 36.


З дисертацією можна ознайомитись в бібліотеці Інституту металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України за адресою 03680, м. Київ,

бульвар Вернадського, 36.



Автореферат розісланий 10.09. 2005 р.


Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д.26.168.02

кандидат фізико-математичних наук Сизова Т.Л.


ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ


Актуальність теми. Багато важливих властивостей металів і сплавів, таких як емісійні, каталітичні, електро- і магнітооптичні, міцність та ін., визначаються структурою і фізико-хімічним станом їх поверхневих шарів. Дослідження на атомному і молекулярному рівні властивостей тонкої перехідної області між самою верхньою атомною площиною і об'ємною граткою має велике фундаментальне і прикладне значення для встановлення однозначного взаємозв'язку між властивостями поверхні і об'єму твердих тіл. Дослідження в цьому плані атомно-чистих граней монокристалів металів та сплавів в умовах надвисокого вакууму дозволяє підвищити достовірність і однозначність даних та зіставити експериментальні результати з існуючими теоріями і теоретичними моделями, що були розвинуті для ідеальних кристалів з вільною поверхнею.

Останнім часом широко використовується таке явище як термоіндуційна поверхнева сегрегація основних компонентів сплавів для отримання хімічно-активних поверхонь, які представляють інтерес для гетерогенного каталізу і нових нанотехнологічних процесів. Вивчення кінетики і механізму поверхневої сегрегації дозволяє визначити, зокрема, об'ємні коефіцієнти дифузії сегрегуючих елементів, знання яких дає можливість контролювати зміну поверхневого складу в металевих сплавах під час термічного впливу.

Вивчення розподілу у приповерхневій області гармонійної і ангармонійної складової сил міжатомної взаємодії важливе, наприклад, для розуміння механізму формування поверхневих фононних спектрів, що відіграють велику роль в електронних, електроакустичних, термодинамічних і інших явищах. У взаємній залежності з коливальними властивостями знаходяться і такі фактори, як формування атомної структури поверхні, зміни елементного і фазового складу при переході від об'єму до поверхні.

Особливий інтерес набуває дослідження впливу зовнішніх дій, зокрема іонного опромінення, на зміну властивостей поверхні та приповерхневої області, оскільки іонні пучки широко застосовуються як для діагностики, так і для цілеспрямованої зміни структури і елементного складу тонких поверхневих шарів. Дефектоутворення на поверхні, радіаційно-стимулюючі процеси сегрегації і дифузії, селективне розпилення можуть призводити до формування специфічного концентраційного профілю на поверхні багатокомпонентних матеріалів, а також до утворення нової атомної структури поверхні, відмінної від кристалічної гратки об'єму матеріалу.

Велика увага в наш час надається дослідженню властивостей поверхні феромагнітних систем на основі благородних металів типу Pt-Me, де Ме – 3d перехідні метали Fe, Co та Ni. Це пояснюється широким використанням їх у якості каталітичних, прецизійних, електротехнічних і магнітних матеріалів, перспективних для запису та зберігання інформації. Подальший прогрес в розвитку нанотехнології, мікроелектроніки і каталізу вимагає більш детальнішого вивчення поверхневих властивостей матеріалів на атомно-електронному рівні.

Важливість отримання пошарової інформації з моношаровим розділенням у всіх вище вказаних проблемах в області фізики і хімії поверхні робить актуальним подальше вдосконалення традиційних і розробку нових експериментальних методик комплексного неруйнівного аналізу широкого спектру властивостей приповерхневої області таких матеріалів.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалася в рамках наукової теми „Поверхневі феромагнітні аномалії в 3d-перехідних металах і сплавах на їх основі" (№ держ. реєстр. 0103U000179), проекту Державного фонду фундаментальних досліджень України 04.07/00077 „Розвиток надвисоковакуумних методів неруйнівного пошарового аналізу наноструктур з моношаровою роздільною здатністю" (№ держ. реєстр. 0101U007040), наукових проектів „Синтез, структура та властивості нанокристалічних плівок і покриттів" (№ держ. реєстр. 0100U00160), та „Нові фізичні принципи зміцнення металевих поверхонь шляхом формування нанокристалічних структур і покриттів" (№ держ. реєстр. 0104U006954) програми „Наносистеми, наноматеріали та нанотехнології".

Мета і задачі дослідження. Мета роботи – вивчити закономірності формування тонкої структури характеристичних втрат енергії електронів в спектрах вторинно-електронної емісії (ВЕЕ), яка виникає при опроміненні металевої мішені низькоенергетичними електронами <1кэВ і на цій основі розробити методи пошарового аналізу з високою роздільчою здатністю і показати їх ефективність на прикладі аналізу фізико-хімічних властивостей приповерхневої області нанорозмірної товщини монокристалу Pt80Co20.

Для досягнення даної мети в роботі були поставлені наступні задачі:

– створити експериментальну надвисоковакуумну автоматизовану установку, яка дозволяє реєструвати спектри ВЕЕ в діапазоні енергій первинних електронів 5 – 1000 еВ, а також проводити пошарові дослідження поверхні металів і сплавів методами дифракції повільних електронів (ДПЕ), оже електронної спектроскопії