WWW.KONF.X-PDF.RU
БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА - Авторефераты, диссертации, конференции
 

Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |

«ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ И РАДИАЦИОННОГО РАЗУПОРЯДОЧИВАНИЯ В ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ АЛМАЗА ...»

-- [ Страница 1 ] --

Федеральное государственное бюджетное учреждение наук

и

Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук

На правах рукописи

Хомич Андрей Александрович

ОСОБЕННОСТИ ПРОЯВЛЕНИЯ РАЗМЕРНЫХ ЭФФЕКТОВ И РАДИАЦИОННОГО

РАЗУПОРЯДОЧИВАНИЯ В ОПТИЧЕСКИХ СВОЙСТВАХ АЛМАЗА

01.04.07 – физика конденсированного состояния

Диссертация на соискание ученой степени кандидата



физико-математических наук

Научный руководитель кандидат физико-математических наук И.И. Власов Москва – 2015 Содержание Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Структура, свойства и методы синтеза алмаза

1.1.1. Фазовая диаграмма углерода

1.1.2. Структура и физико-химические свойства алмаза

1.1.3. Методы синтеза алмаза

1.1.3.1. Синтез алмаза при высоких давлениях

1.1.3.2. Химическое осаждение алмаза из газовой фазы

1.1.3.3. Наноалмазы. Методы получения и очистки наноалмазов

1.2. Основные примеси и дефекты в алмазе

1.2.1. Классификация алмазов

1.2.1.1. Алмазы типа I

1.2.1.2. Алмазы типа II

1.2.2. Дефектные и примесно-дефектные центры в алмазе

1.2.3. Роль и поведение водорода в объеме алмазе. Водородсодержащие дефекты................ 25

1.3. Фононы в алмазах и наноалмазах

1.3.1. Оптические и акустические фононы в кристаллах алмаза

1.3.2. Эффект пространственного ограничения волновой функции фононов в наноразмерных материалах

1.3.3. Модель Рихтера для описания эффекта пространственного ограничения фононов в наноразмерных материалах

1.3.4. Эффект пространственного ограничения фононов в наноалмазах и нанокристаллических АП

Глава 2. Спектры КР радиационно-поврежденных алмазов

2.1. Методика комбинационного рассеяния

2.2. Спектры КР облученных нейтронами неотожженных алмазов

2.2.1. Параметры облученных нейтронами алмазов

2.2.2. Спектры КР и ФЛ облученных нейтронами алмазов

2.2.3. Сопоставление спектров КР облученных нейтронами алмазов с литературными данными

2.3. Влияния лазерного отжига на спектры КР облученных нейтронами алмазов

2.3.1. Применение лазерного отжига для модифицирования материалов

2.3.2. Влияние лазерного отжига на спектры КР аморфного кремния

2.3.3. Лазерный отжиг облученных нейтронами алмазов

2.4. Влияние термического отжига на спектры КР облученных нейтронами алмазов................. 49

2.5. Профиль спектров КР при высокоэнергетической имплантации тяжелыми ионами............ 55

2.6. Оптические свойства природных алмазов, имплантированных ионами гелия с распределенной дозой

2.7. О проявлении пространственного ограничения фононов в спектрах алмаза

2.7.1. Спектры КР кристаллов и аморфизированных материалов

2.7.2. Сопоставление спектров КР радиацонно-поврежденных алмазов с фононной плотностью состояний

2.7.3. О природе низкочастотной полосы в спектрах КР радиационно-поврежденного алмаза

2.7.4. Связь оптических и теплофизических свойств облученных нейтронами алмазов......... 78

2.8. Исследование радиационных дефектов в природных и CVD алмазах методом КР спектроскопии

2.8.1. Полосы радиационных дефектов в спектрах КР ионно-имплантированных алмазов... 81 2.8.2. О природе узких полос в спектрах КР ионно-имплантированных алмазов

2.8.3. Наблюдение тонкой структуры полосы «1630 см-1» в спектрах КР радиационноповрежденных алмазов

2.9. О структуре спектра КР облученных нейтронами алмазов после высокотемпературных отжигов

Глава 3. Спектры КР и фотолюминесценции наноалмазов различного происхождения.

.. 97

3.1. Спектры КР наноалмазов детонационного синтеза

3.1.1. Влияние отжигов на воздухе и в вакууме на спектры КР УДА

3.1.2. Проявление эффекта пространственного ограничения фононов в спектрах КР УДА 100 3.1.3. О природе полосы «1630 см-1» в спектрах КР УДА

3.1.4. Поверхностная графитизация озонированного УДА

3.2. Исследование состояний NV центров в УДА алмазах различного происхождения............ 105 3.2.1. Основные технологии изготовления НА методами динамического синтеза............... 106 3.2.2. Влияние технологии изготовления НА детонационного синтеза на их спектры КР... 107 3.2.3. Исследование оптически активных NV центров в НА детонационного синтеза........ 108 3.2.4. О возможности формирования NV центров в НА детонационного синтеза............... 1





3.3. Исследование природы широкополосной фотолюминесценция в HPHT наноалмазах....... 111 3.3.1. Исследование влияния средних размеров наноалмазов на спектры КР и ФЛ............... 112 3.3.2. О природе широкополосного сигнала в спектрах ФЛ наноалмазов HPHT синтеза..... 114 Глава 4. Спектры фотолюминесценции радиационно-поврежденных алмазов................. 118

4.1. Исследования профиля фотолюминесценции вдоль косого шлифа в природных алмазах, имплантированных высокоэнергетическими ионами

4.2. Новые полосы в спектрах ФЛ радиационно-поврежденных алмазов

4.2.1. Обнаружение и исследование полосы «580 нм» в спектрах ФЛ алмаза

4.2.2. К вопросу о номенкулатуре радиационно-индуцированных центров в алмазах........... 124 4.2.3. Спектральная и температурная зависимости центра Н19

4.3. Спектры ФЛ CVD алмазов, имплантированных ионами дейтерия

4.3.1. Изменения спектров ФЛ CVD алмаза в зависимости от дозы имплантированных ионов дейтерия

4.3.2. О природе полос ФЛ в диапазоне 720-790 нм в спектрах имплантированных ионами дейтерия CVD алмазов

Глава 5. Инфракрасная спектроскопия облученных нейтронами алмазов

5.1. Основные особенности в спектрах ИК поглощения облученных нейтронами алмазов...... 134 5.1.1. Литературные данные по ИК спектроскопии облученных нейтронами алмазов........ 134 5.1.2. Влияние отжига на спектры ИК поглощения облученного нейтронами CVD алмаза. 135 5.1.3. О природе высокочастотной полосы в ИК спектрах радиационно-поврежденных алмазов

5.2. Влияние облучения нейтронами и последующего отжига на спектры однофононного поглощения алмаза

5.3. Влияние радиационного повреждения на спектры двухфононного поглощения алмаза.... 142 5.3.1. Факторы, влияющие на двухфононное поглощение в алмазах

5.3.2. Методика выделения полосы двухфононного поглощения в ИК спектрах радиацонноповрежденных алмазов

5.3.3. Влияние отжига на двухфононное поглощения в нейтронно-облученных алмазах...... 145

5.4. Проявление точечных дефектов в ИК спектрах облученных нейтронами алмазов............. 148 5.4.1. Влияние отжигов при 200-550 °C на локальные колебания в ИК спектрах CVD алмазов, облученных нейтронами с флюенсами до 31018 см-2

5.4.2. Трансформации при отжигах полос локальных колебаний в ИК спектрах CVD алмаза, облученного нейтронами с флюенсом 21019 см-2

5.5. Влияние нейтронного облучение на состояние водорода в CVD алмазных пленках.......... 155 5.5.1. Влияние высокотемпературных отжигов на форму и амплитуду полос валентных колебаний СНх-групп облученного нейтронами алмаза

5.5.2. О природе повышения термостабильности облученных нейтронами CVD алмазов.. 159 Заключение

Список литературы

Введение Алмаз занимает исключительное положение в современной цивилизации, являясь и драгоценным камнем, и сверхтвердым кристаллом, и эталонным полупроводником для электроники, прежде всего – высокотемпературной, мощной и радиационно-стойкой. В настоящее время стало возможным получение поликристаллического CVD (chemical vapor deposited) алмаза в виде пластин площадью десятки кв. см и толщиной от долей микрометра до нескольких миллиметров на кремниевых подложках и гомоэпитаксиальное получение крупных монокристаллических CVD алмазов, которые по примесному составу и структурному совершенству превосходят самые лучшие природные кристаллы [1]. CVD алмаз представляет фундаментальный и практический интерес как материал для использования в оптоэлектронике, СВЧ электронике, в полевых электронных эмиттерах, а также для изготовления сенсоров, работающих в агрессивных средах, при повышенных рабочих температурах и уровнях радиации [1-2]. В последнее время большой интерес вызывает создание и исследование однофотонных эмиттеров на основе фотоактивных центров (центров окраски) в алмазе. Ряд центров окраски в алмазе обладают высокими яркостью, квантовой эффективностью и стабильностью при комнатной температуре, короткими излучательными временами жизни и узкими линиями, что открывают перспективы для создания алмазных однофотонных эмиттеров для квантовых оптических исследований, обработки информации, криптографии и наноразмерной магнитометрии [3-5].

Алмаз превосходит кремний по радиационной стойкости на 1.5-2 порядка для разных видов ядерных излучений, что объясняется рекордно высокой энергией межатомных связей, отсутствием ионности связей и ничтожной ролью подпороговых процессов дефектообразования, а одним из наиболее эффективных методов модификации свойств алмаза является ионная имплантация. Так ионная имплантация и высокотемпературный отжиг – стандартная процедура для формирования в алмазе центров окраски в широком спектральном диапазоне [5]. Однако, и у радиационной стойкости алмаза есть предел. Радиационное разупорядочение приводит к окраске и потемнению алмаза, снижению теплопроводности и появлению проводимости, а при повышении некоторого уровня – к графитизации материала. До сих пор остается неясной картина повреждения алмаза при высоких, но допороговых уровнях облучения.

Размерный эффект, связанный с пространственным ограничением волновой функции фононов, хорошо изучен в кремниевых наноструктурах, где спектроскопия КР успешно используется для определения степени разупорядочения нанокристаллических и аморфных пленок.

Впервые модель расчета низкочастотного сдвига и ассиметричной формы КР полосы кремния, исходя из размера Si кристаллита, была предложена Рихтером [6]. Однако, в случае наноразмерного либо разупорядоченного алмаза исследователи часто сталкиваются со значительными отклонениями от предложенной Рихтером модели, что связано с появлением конкурирующих с пространственным ограничением фононов факторов, влияющих на положение и форму алмазной полосы в спектрах КР [7]. Наличие высоких механических напряжений, особенности фононного спектра алмаза, неоднородность по глубине повреждения кристаллов при ионной имплантации, дисперсия размеров наноалмазов и областей радиационного повреждения (РП), поверхностные эффекты, а также способность углерода существовать в нескольких аллотропных состояниях существенно затрудняют исследование размерных эффектов в алмазах.

Комбинационное рассеяние света (КР) за счет высокой селективности к степени гибридизации в сочетании с фотолюминесценцией (ФЛ) и ИК поглощением является традиционным методом исследования для углеродных материалов. По поведению спектров КР, ФЛ и ИК поглощения можно судить о фазовых переходах, о дефектной структуре материала, упругих напряжениях, а также о проявлениях пространственного ограничения фононов. В целом актуальность выбранной темы диссертации обусловлена интересом научного сообщества к оптическим свойствам низкоразмерных и разупорядоченных материалов с алмазной решеткой, к проблеме регенерации радиационно-поврежденного (РП) алмаза, а также к инженерии центров окраски в алмазах.

Цель диссертационной работы Целью работы являлось установить закономерности изменения оптических свойств алмаза при его допороговом радиационном повреждении и при последующих термических и лазерных отжигах, а также при уменьшении эффективных размеров алмазных кристаллитов.

В диссертационной работе были поставлены следующие задачи:

1. Выявление и объяснение изменений в спектрах КР природных и синтетических алмазов, облученных нейтронами и имплантированных тяжелыми ионами.

2. Изучение влияния размеров синтетических наноалмазов на структуру их фононного спектра в КР, интенсивность люминесценции NV центров и широкополосную люминесценцию. Установление источника широкополосной люминесценции наноалмазов.

3. Обнаружение новых оптически-активных дефектов в спектрах люминесценции природных и CVD алмазов при имплантации их различными ионами.

4. Изучение влияния нейтронного облучения на структуру фононного спектра природных и CVD алмазов в ИК поглощении Объекты и методы исследования

1. Осажденные из газовой фазы (CVD) поликристаллические алмазы (концентрацией азота замещения ~10 ppm и 1 ppm), природные алмазы типа Iа, Iab и IIa, облученные быстрыми реакторными нейтронами или имплантированные ионами водорода, дейтерия, гелия, никеля, ксенона и криптона, отожженные в вакууме при 100-1700 °C.

2. Детонационные наноалмазы высокой очистки, дробленые наноалмазы, синтезированные при высоком давлении и высокой температуре (HPHT методом), отожженные на воздухе при 80С и в вакууме при 700-1200 °С.

3. Спектроскопия КР совместно с конфокальной фотолюминесценцией и ИК-Фурье спектроскопией.

Положения, выносимые на защиту

1. В радиационно-разупорядоченных алмазах проявляется эффект пространственного ограничения фононов. В спектрах КР таких алмазов появляется набор полос, связанных с максимумами плотности фононных состояний алмаза.

2. В радиационно-разупорядоченных алмазах происходит сдвиг спектров двухфононного ИК поглощения в длинноволновую часть спектра, величина которого зависит от степени повреждения материала.

3. Эффективное образование NV центров в детонационных наноалмазах происходит при размерах синтезируемых алмазных частиц более 20 нм.

4. Широкополосная люминесценция в HPHT наноалмазах связана с графитовыми наноструктурами на их поверхности.

5. Облучение быстрыми нейтронами существенно (на ~200 °C) повышает термостабильность CVD алмазных пленок.

Научная новизна

1. В спектрах КР радиационно-поврежденного алмаза обнаружен ряд полос в диапазоне от 500 до 1250 см-1, интенсивность которых возрастает с увеличением концентрации радиационных дефектов, а их положение совпадает с максимумами плотности фононных состояний. Установлена взаимосвязь проявления фононных мод в спектрах КР с размерами областей локализации фононов. Выделен и исследован спектр КР аморфного алмаза.

2. Установлена зависимость спектров двухфононного ИК поглощения алмазов с уровнем их радиационного повреждения. При увеличении радиационного повреждения известные полосы ИК поглощения алмаза уширяются и смещаются в низкочастотную область на ~ 20 см-1.

3. Обнаружен новый центр окраски с бесфононной линией на 580 нм, проявляющийся в радиационно-разупорядоченных алмазах после высокотемпературного отжига.

4. Обнаружен нелинейный рост интенсивности широкополосной люминесценции HPHT наноалмазов при уменьшении их размеров. Установлена связь широкополосной люминесценции с графитовыми наноструктурами на поверхности наноалмазов.

Практическая значимость

1. Полученные в работе экспериментальные данные могут быть использованы при проведении модельных расчетов структуры и электронных свойств сложных радиационных дефектов в алмазе.

2. Найденные закономерности трансформации спектров КР, ФЛ и ИК поглощения радиационно-разупорядоченного алмаза могут быть распространены на другие классы полупроводниковых материалов.

3. Детонационный наноалмаз с высоким содержанием центров окраски может стать материальной платформой для создания источников одиночных фотонов для квантовой информатики. Благодаря низкой стоимости получения он может составить конкуренцию существующим материалам, используемым в качестве однофотонных эмиттеров.

4. Экспоненциальный характер возрастания интенсивности люминесценции центров Н19 может при отжиге быть использован для измерения температуры в местах, недоступных для обычных методов контроля.

Достоверность Достоверность результатов диссертации обеспечивается использованием современных методов исследования, анализом литературных экспериментальных и расчетных данных, непротиворечивостью полученных результатов и выводов, воспроизведением основных закономерностей в трансформации оптических спектров на алмазах с различным исходным дефектно-примесным составом и подвергнутым ионной имплантации легкими и тяжелыми ионами или нейтронному облучению в широком диапазоне флюенсов, а также сопоставлением полученных в ходе выполнения настоящей работы результатов с данными других исследователей.

Апробация работы Основные результаты были доложены на следующих международных конференциях: VII Международной конференции по актуальным проблемам физики, материаловедения, технологии и диагностики кремния, нанометровых структур и приборов на его основе (Нижний Новгород, 2010 г.), VIII и IХ Международных конференциях «Аморфные и микрокристаллические полупроводники» (Санкт-Петербург, 2012 и 2014 г.), 9-ой и 10-ой Международных научных конференциях «Взаимодействие излучения с твердым телом» (Минск, Беларусь, 2011 и 2013 г.), Третьей международной научно-практическая конференции «Оптика неоднородных сред» (Могилев, Беларусь, 2011 г.), XIII, XIV и XV Международных научно-практических конференциях «Современные информационные и электронные технологии (Одесса, 2012, 2013 и 2014 г.), IV Всероссийской конференции «Физические и физико-химические основы ионной имплантации»

(Новосибирск, 2012 г.), 4rd International Conference “Radiation interaction with materials and its use in technologies 2012” (Каунас, Литва, 2012), 8-ой Международной конференции «Углерод: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология» (Троицк, 2012 г.), XIV International Conference on the Physics and Technology of Thin Films and Nanosystems (ИваноФранковск, Украина, 2013), 11-ой международной конференции «Современные углеродные наноструктуры» (Санкт-Петербург, 2013 г.), IV Международной научной конференции «Наноструктурные материалы-2014: Беларусь-Россия-Украина» (НАНО-2014), (Минск, 2014 г.).

Диссертационная работа выполнена при поддержке Программы «Научные и научнопедагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (грант 14.132.21.1692), гранта Президента РФ 3076.2012.2, гранта ведущей научной школы (НШ-3076.2012.2) и грантов РФФИ (10-03-91752, 11-02-01432, 11-03-01247, 14-03-00936, 14-02-00597 и 14-02-31739_мол).

Публикации по теме диссертации Основные результаты опубликованы в 31 работе: из них 10 – статьи [8-17], опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, отмеченных Высшей аттестационной комиссией, 10 статей в трудах конференций [18-27] и 11 – тезисы российских и международных конференций [28-38].

Структура и объём работы Диссертация состоит из введения и 5 глав. Ее объем составляет 184 страницы, включая 117 рисунков, 10 таблиц и список литературы из 297 наименований.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Структура, свойства и методы синтеза алмаза 1.1.1. Фазовая диаграмма углерода Углерод, благодаря своей способности образовывать химические связи различного типа, позволяет получить такое множество кристаллографических модификаций с различными электронными структурами и физико-химическими свойствами, что никакой другой элемент Периодической системы не может с ним сравниться. Электронная подсистема кооперированной системы атомов углерода характеризуется множеством метастабильных состояний, при этом возможны переходы из одного состояния в другое (эффекты переключения) даже при одной и той же конфигурации ядер.

Электронные орбитали атомов углерода могут обладать различной геометрией, определяемой степенью гибридизации при смешивании s- и p- орбиталей. Этим объясняется многообразие химических соединений углерода [39-41]. При смешении одной s- и трех p-орбиталей получаются sp3-гибридизованные атомы в форме тетраэдра, образующие кристаллическую решетку алмаза и лонсдейлита.

Загрузка...
При sp2- гибридизации образуются такие материалы, как графит и графен. sp-гибридизованные атомы углерода образуют единственную модификацию – карбин, представляющий собой одномерные цепочки или циклические структуры из атомов углерода [42]. Каждая из аллотропных форм углерода, в свою очередь, имеет свои полиморфные структуры и политипы. Алмаз существует в виде кубической и гексагональной (лонсдейлит [43]) фазы, а также гексагональных политипов. Графит существует в виде гексагональной и ромбоэдрической форм, отличающихся типом чередования углеродных слоев, а также политипов 6R, 10H и 12H, а гексагональный карбин [44] описан в виде политипов -карбина, -карбина и чаоита [45]. Широко распространены материалы, в которых присутствуют как sp3-, так и sp2-гибридизованные атомы углерода. К ним относятся различные переходные формы, которые, в свою очередь можно разделить на две большие группы. Первая из них включает в себя формы со смешанным ближним порядком, состоящие из более или менее случайно организованных атомов углерода различной гибридизации, такие, как аморфный, алмазоподобный и стеклообразный углерод, а также сажи, коксы и подобные им материалы. Основы синтеза таких смешанных форм даны в обзоре [46]. Существуют и промежуточные формы углерода с дробной степенью гибридизации spn – моноциклические (1 n 2) и различные замкнуто-каркасные (2 n 3) углеродные структуры, такие как фуллерены [47], «луковичные» структуры [48], углеродные нанотрубки [49] и другие алмазо-графитовые гибриды. Дробная степень гибридизации является следствием изогнутости и напряженности их углеродного скелета.

В 1939 году советский ученый О.И. Лейпунский с помощью аппарата термодинамики рассчитал фазовую диаграмму углерода и, в частности, определил кривую равновесия графит-алмаз [39], которая в дальнейшем была подтверждена экспериментально [50]. При нормальных условиях термодинамически стабильным аллотропом углерода является только гексагональный графит, остальные материалы находятся в метастабильном состоянии (рис. 1).

Рис. 1. Диаграмма состояния углерода [51] и области (выделены) фазовых превращений достижимых на практике фаз высокого давления: (1) мартенситное превращение графитлонсдейлит при статическом сжатии, (2) мартенситные превращения графит-лонсдейлит-алмаз при ударном сжатии, (3) коммерческий синтез алмаза в системах металл-углерод, (4) прямое высокотемпературное превращение графита в алмаз, пунктирными линиями показаны линии плавления метастабильного алмаза и графита.

В последние несколько лет резко возрос интерес к новым сверхтвердым метастабильным аллотропам углерода с преимущественно sp3-гибридизацией. Этот интерес обусловлен как с фундаментальной, так и с практической точки зрения. Согласно результатам моделирования, ширина запрещенной зоны вышеупомянутых аллотропов находится в диапазоне от 2 до 4.5 эВ, их плотность и твердость (по Виккерсу) всего на несколько процентов ниже, чем у алмаза.

В определенной степени работы по поиску новых аллотропов углерода были инициированы экспериментами по холодному сжатию монокристаллов графита, начатыми [52], в результате которых был получен сверхтвердый прозрачный поликристаллический полностью углеродный материал. За последние пять лет в ведущих журналах опубликованы десятки работ по моделированию структуры, механических и оптических свойств широкого класса аллотропов углерода. Несколько гипотетических структур моноклинного, орторомбического и кубического углерода были предложены для объяснения экспериментов по холодному сжатию монокристаллов графита, в частности моноклинный M-углерод, орторомбические W-, Р-, О-,C-, C32или S-углерод, кубический ОЦК С4-углерод, а также X-, R-, T12-, Y-, Z- или Н- углерод [53-58].

Согласно расчетам, в спектрах КР этих аллотропов углерода за счет низкой симметрии кристаллов вместо одной полосы на 1332 см-1 может регистрироваться до 10 полос [57, 58]. Если проанализировать эти работы, то с точки зрения структуры в большинстве случаев аллотропы углерода конструируются либо за счет мутаций гексагонального алмаза, либо за счет комбинирования сегментов кубического и гексагонального алмаза.

Считается, что именно чередование областей кубического и гексагонального алмаза обеспечивает рекордные механические свойства уникальные механические свойства этих гипотетических углеродных материалов. Проблема в том, что для стабилизации сверхтвердых аллотропов углерода необходимы высокие (10-20 ГПа и выше) давления, что существенно затрудняет как получение, так и их исследование. Нам на сегодняшний день известна только одна работа, в которой экспериментально наблюдались включения Р- или О-углерода [59] в монокристаллы алмаза, модифицированные ультракороткими импульсами интенсивного лазерного излучения.

1.1.2. Структура и физико-химические свойства алмаза Алмаз имеет кубическую кристаллическую структуру с сильными ковалентными связями атомов углерода и с рекордно высокой атомной плотностью – 1.761023 см-3, что и предопределяет многие особенности алмаза.

–  –  –

Кристаллическая решетка алмаза является гранецентрированной кубической (ГЦК) решеткой Браве, с каждым узлом которой связан элементарный базис, состоящий из двух атомов с координатами (0, 0, 0) и (,, ). Элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза представляет собой гранецентрированный куб, в четырех секторах которого в шахматном порядке находятся атомы углерода (рис. 2). Иначе алмазную структуру можно представить как две взаимопроникающих ГЦК решетки, смещенные друг относительно друга вдоль главной диагонали куба на четверть ее длины. Такая решетка носит название алмазной. Аналогичную структуру имеют кремний, германий, низкотемпературные модификации олова. Атомы углерода в алмазе связаны друг с другом одинарными связями длиной 0.154 нм, ориентированными вдоль направления (111). Параметр кубической решетки алмаза при комнатной температуре равен 0.357 нм [60].

Алмаз – самый широкозонный материал среди элементов IV группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева. Вследствие этого беспримесный алмазы являются одними из лучших изоляторов и прозрачны практически для любых длин волн от УФ до дальнего ИК. При ширине запрещенной зоны 5.45 эВ удельное сопротивление нелегированного алмаза составляет 1013–1014 Ом·см, дрейфовая подвижность электронов и дырок при комнатной температуре – 4500 см2/(В·с) для электронов и 3800 см2/(В·с) для дырок [61]. Поле пробоя достигает 107 В/см.

По твердости (81–100 ГПа) алмаз уступает только двум другим аллотропам углерода – лонсдейлиту и фуллериту [62]. Из упомянутой тройки веществ алмаз является самым распространенным.

Алмаз отличается исключительной химической устойчивостью и инертностью к агрессивным средам, он нерастворим в плавиковой, соляной, серной и азотной кислотах. Правда, оборотная сторона высокой инертности и твердости алмаза – серьезные проблемы, связанные с его обработкой. Температура плавления алмаза составляет 3700-4000 °C при давлении 11 ГПа.

На воздухе алмаз сгорает при 700-800 °C, превращаясь в СО2. В высоком вакууме поверхностная графитизация алмаза происходит при температуре 1700 °С [63].

Благодаря эффективной передаче ковалентными связями колебаний атомов алмаз обладает высочайшей теплопроводностью до 2400 Вт/(мK), уступая только графену [64]. Это связано с его рекордно высокой температурой Дебая ТD = 1860 К, благодаря чему комнатная температура является «низкой» в отношении динамики решетки алмаза. В результате алмаз может служить «идеальной» теплоотводящей диэлектрической подложкой. Более того, в очищенном от изотопов алмазе (природные кристаллы содержат 1.1 % изотопа 13С) теплопроводность может достигать 33 Вт/см·К [65].

Кроме того, алмаз радиационно-стойкий материал. Он имеет рекордно высокую скорость распространения звука (18 км/с), низкую диэлектрическую проницаемость ( = 5.7). Благодаря таким уникальным свойствам алмаз перспективен для применения в качестве теплоотводящих пластин в СВЧ-транзисторах, мощных мультичиповых модулях и линейках полупроводниковых лазеров. Алмаз может найти широкое применение и для изготовления окон мощных гиротронов, клистронов и СО2-лазеров, а также для изготовления МЭМС, акустоэлектронных устройств (фильтров на поверхностных акустических волнах гигагерцевого диапазона) и детекторов ионизирующего излучения.

Фундаментальным свойством алмаза является его оптическая прозрачность. В результате сильного перекрытия электронных орбиталей атомов углерода, участвующих в ковалентной связи, возникает большой энергетический зазор между занятыми связывающими и незанятыми разрыхляющими орбиталями. Это приводит к очень большой ширине запрещенной зоны, составляющей 5.47 эВ при 300 K, поэтому бездефектный алмаз эффективно поглощает электромагнитное излучение с длиной волны 227 нм или меньше [66]. Оптическое окно алмаза простирается от ближнего УФ до дальнего ИК-диапазона (рис. 3). Полосы в инфракрасной области обусловлены двух- и трехфононным поглощением. Однофононное поглощение в беспримесных и бездефектных алмазах отсутствует, поскольку в алмазе, как в кремнии и германии, оно запрещено правилами отбора.

Рис. 3. Спектр пропускания алмазного окна толщиной 1 мм («Тип IIIа», Element 6, содержание примесей ниже 1015 см-3 [67]. Пунктиром показаны Френелевские потери на отражение.

Полосы поглощения в диапазоне 2.5-8 мкм обусловлены трех- и двухфононным поглощением.

–  –  –

На поверхности алмаза отсутствует слой окисла, поскольку СО2 является газом при нормальных условиях. При этом сама поверхность алмаза демонстрирует широкий диапазон электрохимического потенциала [68], может иметь отрицательное электронное сродство, а ее заполнением и, соответственно, свойствами можно управлять. Поверхностные свойства алмаза определяются ансамблем функциональных групп, локализующих свободные валентности поверхностных атомов углерода. Особенно заметно влияние функциональных групп, локализующих свободные валентности поверхностных атомов углерода, на развитой поверхности наноалмазов (НА). В настоящее время методами КР, ИК и ФЛ спектроскопии ведутся исследования функционализованной поверхности НА и ее взаимодействия с белками и другими органическими молекулами. Это позволит в будущем использовать НА во многих био- и медицинских приложениях. Также на поверхности НА могут образовываться аморфные графитоподобные, фуллереноподобные и луковичные углеродные наноструктуры [69].

Несколько групп исследователей изучали влияние функциональных групп, локализующих свободные валентности поверхностных атомов углерода на поверхности НА, на спектры фотолюминесценции и КР [70-73], однако, полученные результаты и механизмы такого влияния остаются до сих пор неоднозначными и дискуссионными.

1.1.3. Методы синтеза алмаза Основы получения синтетических алмазов были заложены 75 лет назад в статье О.И. Лейпунского [39], в которой он сформулировал, что «наиболее прямым и естественным методом получения алмаза явилась бы кристаллизация углерода при таких условиях, когда алмаз представляет собой более устойчивую фазу, т. е. кристаллизация при высоких давлениях. Давление, необходимое для кристаллизации алмаза в области его устойчивости, может быть уменьшено, если удастся понизить температуру, при которой возможна кристаллизация. Известно, что наличие среды, являющейся растворителем для твердой фазы или вступающей с ней в нестойкие химические соединения, может значительно облегчить рекристаллизацию. Возможно, что такой средой является железо, в котором при 1500–1700 К растворяется несколько процентов углерода. С принципиальной точки зрения, в железе можно выкристаллизовать алмазы (или вызвать рост внесенной затравки) при температуре 1500–1700 К, для чего потребуется давление порядка 45–50 тыс. атм» [74].

1.1.3.1. Синтез алмаза при высоких давлениях В работе, опубликованной в 1947 г. Бриджменом [75] графит был сжат до давлений, соответствующих области стабильности алмаза, что из-за высокого потенциального барьера между этими двумя фазами не привело к образованию кристаллов алмаза.

16 декабря 1954 г. Г.Т. Холл из компании General Electric впервые успешно осуществил кристаллизацию алмаза при высоких давлениях, используя разработанный им очень эффективный аппарат высокого давления, получивший название «белт». В качестве металла-растворителя фирма General Electric использовала Ni, Co и Fe [76], которые до сих пор являются самыми популярными. Также применялись и неметаллические катализаторы [77]. Крупные бездефектные кристаллы алмаза можно выращивать методом температурного градиента. При таком подходе алмаз растет из затравочного кристалла, а мелкие кристаллы алмаза, расположенные в зоне более высокой температуры, используются в качестве источника углерода. Сам процесс обусловлен разницей в растворимости алмаза в жидком металле при различных температурах. В промышленности в качестве исходного материала применяют очищенный графит, и кристаллизация обусловлена различием в растворимости алмаза и графита в расплавленном металле. Синтез проходит в керамических ячейках высокого давления (5-6 ГПа) при температуре 1700-2000 К. Азот из воздуха и остаточные примеси в графите приводят к нежелательному легированию HPHT (high pressure high temperature – высокое давление и высокая температура) алмаза азотом в изолированных положениях замещения, а также, в зависимости от температуры и времени роста, в виде А-центров. Типичные концентрации азота в HPHT алмазах – 1019 см-3. Размеры HPHT алмазов, как правило, порядка нескольких миллиметров, что определяется размерами самой ячейки и способностью поддерживать в ней стабильные условия давления и температуры.

1.1.3.2. Химическое осаждение алмаза из газовой фазы Преимущества алмаза как материала электроники следующего поколения (высокотемпературной, мощной, с высокой степенью быстродействия, радиационно-стойкой) были осознаны еще в 80-х годах, после разработки в СССР (Институт физической химии Академии наук) принципиально нового процесса химическом осаждении алмаза из газовой фазы (chemical vapor deposition – CVD алмаз) из активируемой углерод-водородной смеси [78].

Тонкие пленки (обычно поликристаллического алмаза) могут быть выращены на соответствующих подложках методом химического осаждения из газовой фазы (chemical vapour deposition – CVD) при давлении близком к атмосферном и температуре ниже 1000 °С. История развития метода изложена, например, в обзоре [51], важными этапами этой истории стали работы [78-80]. Во всех модификациях метода CVD алмаза в состав газовой фаза входят летучее углеродсодержащее вещество (метан, спирты, ацетон) и водород. Осаждение ведется из активируемой газовой фазы. Основные методы активации – термические (метод горячей нити) и электрические – различные формы разряда (дуговой, тлеющий) с применением как постоянного, так и переменного тока (СВЧ, импульсный режим). Активация газовой фазы создает достаточно высокую концентрацию активных углеродсодержащих частиц, которые, сталкиваясь с поверхностью нагретой подложки, распадаются с образованием атомов углерода и, во-вторых, создает атомарный водород, преимущественно травящий все формы неалмазного углерода (рис. 4).

Именно активный углерод является ключом к последующим газофазным и поверхностным химическим реакциям, необходимых для поддержания роста алмазной пленки, в том числе и на поверхности неалмазных материалов. В качестве подложек используют карбидообразующие металлы (W. Mo, Ta и другие), кремний или алмаз. Для осаждения на кремнии в качестве затравки используют микро- и нанокристаллы алмаза, которые наносят на поверхность подложки, например, с помощью ультразвука.

Рис. 4. Схематическое представление химической реакции (а) и механизма CVD роста алмаза (б).

Рис. 5. Фотография установки плазмохимического осаждения алмаза УПСА-100.

Использовавшиеся в настоящей работе алмазные пленки были осаждены в СВЧ-разряде (мощность сверхвысокочастотного излучения до 5 кВт, рабочая частота 2.45 ГГц) на установке УПСА-100 (рис. 5) с использованием реакционной смеси CH4/H2 по методике [81].

1.1.3.3. Наноалмазы. Методы получения и очистки наноалмазов Наноалмаз (НА) является наиболее устойчивым соединением углерода при размерах частиц до 5 нм [82]. Интерес ученых к НА вырос после того, как его впервые обнаружили в метеоритах [83]. Несколько форм наноразмерного алмаза были обнаружены в межзвездной пыли [83], продуктах детонатационного синтеза [84] и алмазоподобных пленках [85]. Каждая частица наноалмаза представляет из себя алмазное ядро и реконструированную фуллереноподобную поверхность [86], окруженную покровом из функциональных групп, определяющих физикохимические свойства НА.

В настоящее время, НА в основном используется в композиционных материалах или в качестве добавки к охлаждающей жидкости и смазочные материалы. Потенциальные будущие приложения включают биосовместимые композиты, транспорт лекарств, биомаркеры, развитие технологии прозрачных оптических покрытий и другие. Для большинства приложений важно контролировать размер кристаллов алмаза в зависимости от его свойств. Таким образом, способность точно измерить размер кристаллов имеет решающее значение. Динамическое рассеяние света и другие обычные методы часто не обеспечивают надежных данных из-за легкой агломерации НА. Комбинационное рассеяние света позволяет определять размер и степень кристалличности наночастиц алмаза, используя эффект пространственного ограничения фононов (см. раздел 1.3.2).

ИОФ РАН является одним из мировых лидеров по исследованию метеоритных НА. Так, в работе [87] впервые было показано наличие Si-V центров в метеоритных НА, а в работе [88] установлено, что изолированные алмазные частицы размером всего лишь 1.6 нм, состоящие из 400 атомов углерода, способны создавать стабильные центры фотолюминесценции.

В данной работе исследовались образцы НА, полученные методом детонационного синтеза из смесей тринитротолуола, гексогена и гексанитростильбена с добавлением графита. Образцы были произведены на предприятиях в России и подвергнуты тщательной химической очистке в Интернациональном технологическом центре в Рэлей, США. Также в настоящей работе исследовались порошки приготовленные из HPHT алмазов, предоставленные фирмой Tomei Diamond (Япония) [http://tomeidiamond.co.jp/en/d-pau.html].

1.2. Основные примеси и дефекты в алмазе Любые отклонения от идеальной кристаллической решетки в алмазе рассматриваются как дефекты. Их можно разделить на несколько типов: собственные, примесные и поверхностные.

Собственные дефекты могут быть точечными (вакансии, междоузлия) и линейными (дислокации). Дефекты могут быть обнаружены различными методами спектроскопии, в том числе электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), люминесценции, индуцированной светом (фотолюминесценции, ФЛ) или электронным пучком (катодолюминесцентного, КЛ), и поглощения света в ИК, видимом и УФ диапазонах спектра. Спектр поглощения используется не только для выявления дефектов, но и для оценки их концентрации. По структуре дефектов алмаза также можно отличить природный от синтетического или обработанного природного алмаза [89].

1.2.1. Классификация алмазов При измерениях оптических спектров поглощения природных алмазов в начале XX века выяснилось, что существуют камни, не содержащие характерных полос ИК поглощения, присутствующих в большинстве алмазов. На основе этого наблюдения Робертсон, Фок и Мартин [90] предложили разделять алмаза на «чистые», беспримесные (тип II) и на содержащие примесь азота (тип I). Самым распространенным дефектом алмаза является примесь азота, их содержит 98 % большинство природных алмазов, они определяют окраску камня. Другой важной примесью является бор, выполняющий роль акцептора, придающего алмазу свойства полупроводника p-типа. Азот и бор создают в кристаллической решетки примеси замещения, т.е. подменяя собой в узле решетки атом углерода.

1.2.1.1. Алмазы типа I Алмазы типа I содержат значительное количество примеси азота и подразделяются на подтипы Ia и Ib по способу агрегации атомов азота в кристаллической решетке.

Алмазы типа Iа содержат до 0.3 атомных % азота (~3000 ppm) в агрегированных непарамагнитных формах. Они являются наиболее распространенными природными алмазами (более 98 %) [91]. В алмазах подтипа IаА основным типом дефектов являются А-центры – два замещающих иона азота, расположенные в соседних узлах решетки алмаза (рис. 6). Для алмазов этого подтипа характерно отсутствие флуоресценции, а граница спектров УФ поглощения смещена на 320 нм с дополнительными полосами на 306.5 и 315.5 нм. Концентрация центров вычисляется из соотношения [66] NA [ppm] = 16.3 1282 (2) В алмазах подтипа IaB азот присутствует в виде B-центров – четырех атомов замещения, окружающих вакансию кристаллической решетки (рис. 6). Это многоатомный непарамагнитный дефект в плоскости октаэдра (111). Для алмазов этого подтипа характерна интенсивная голубая флуоресценция. Концентрация В-центров в алмазе определяется не по наиболее интенсивной полосе поглощения 8.511 мкм (1170 см-1), а по области плато (1282 см-1) в спектре ИК поглощения из соотношения [66]:

NB [ppm] = (79.4-103.8)µ1282 (3) В алмазах подтипа IaAB в дополнении к центрам А и В обычно также присутствуют группы из трех атомов азота замещения, расположенные вокруг вакансии (центр N3). При высокой концентрации N3-центров за счет полосы поглощения в синей области, кристаллы алмаза имеют желтоватый оттенок.

Рис. 6. Вверху, слева направо: схематичные изображения центров типа A, B и C. Внизу, слева направо: характерные спектры ИК поглощения алмазов типа IaA, IaB и Ib.

Наиболее редки природные алмазы типа Ib, в которых азот присутствует в виде одиночных атомов замещения (C-центры), концентрацию которых определяют по интенсивности полосы 1135 см-1 в спектрах ИК поглощения:

NC [ppm] = 25µ1135 (4) Чаще всего C-центры наблюдаются одновременно с А-центрами. В этом случае алмазы относятся к смешанному типу IаА+Ib или Ib+IаА в зависимости от того, какой дефект доминирует. Алмазы типа Ib в природе встречаются редко (0.1 % [91]), зато большинство синтетических алмазах, которые получаются при относительно невысоких температурах и в которых в процессе синтеза не происходит агрегация атомов азота в комплексы, как раз относятся к этому типу. Обычно синтетические HPHT алмазы содержат от 1018 до 1019 см-3 одиночного парамагнитного азота. В синтетических алмазах, полученных осаждением из газовой фазы, в которых содержание парамагнитного азота находится на уровне 1017 см-3, для определения концентрации азота предпочтительно пользоваться полосой с максимумом вблизи 270 нм в спектрах поглощения УФ диапазона, в частности по методике, изложенной в [92].

1.2.1.2. Алмазы типа II Тип II объединяет непарамагнитные малоазотные алмазы (тип IIа) и содержащие атомы бора кристаллы (тип IIb). Природные алмазы подтипа IIа достаточно редки. Содержание алмазов IIа в якутских месторождениях, например, при размере кристаллов не менее 0.1 карата не превышает 1-2 %. Камни типа IIb в отечественных месторождениях и вовсе пока не обнаружены [91].

Алмазы типа IIb за счет полосы поглощения, находящейся в диапазоне от 500 до 6000 нм с максимумом в ближней ИК области, имеют голубой цвет различной интенсивности. Природа этой полосы обусловлено присутствием в алмазе нескомпенсированного акцепторного бора (энергия активации 0.37 эВ). В природных алмазах концентрация бора составляет до 51016 сма синтетические алмазы могут быть с примесью бора в концентрации до 1020 см-3.

1.2.2. Дефектные и примесно-дефектные центры в алмазе Многообразие дефектных центров в алмазе не ограничивается примесями азота и бора в позициях замещения, описанных в предыдущем параграфе. Из-за сверхплотной кристаллической решетки другие элементы периодической таблицы Д.И. Менделеева не образуют одиночные центры в позициях замещения, однако, могут формировать комплексы с вакансиями или значительно реже с междоузлиями. Вакансии, междоузельные атомы и их комплексы – собственные дефекты – возникают а алмазе, как в процессе роста, так и при отжигах, а также под воздействием радиационного облучения, пластической деформации или поверхностной графитизации. Собственные дефекты могут наблюдаться в оптических спектрах любых алмазов после радиационного облучения и отжига. Соотношение интенсивностей полос, обусловленных различными собственными дефектами, зависит также как от электрически активных примесей, так и от их фотоионизации.

В данной работе особое внимание уделяется так называемым радиационным дефектам, т.е. тем, которые образовались в результате облучения (высокоэнергетическими электронами, быстрыми нейтронами, рентгеновским излучением и пр.) или ионной имплантации алмаза. К ним могут относиться как собственные, так и примесные дефекты. Чаще всего при радиационном повреждении алмаза при комнатной температуре или ниже образуются изолированные одиночные вакансии и междоузлия, которые при температурах 500 и 420 °С, соответственно, начинают мигрировать и образовывать новые дефекты, обычно объединяясь с примесями.

Ниже приведено описание центров, наиболее часто встречающихся в спектрах оптического поглощения и фотолюминесценции природных и синтетических алмазов [66].

Центр GR1 (бесфононная линия (БЛ) на 741 нм) является одиночной нейтральной вакансией в решетке алмаза. Обычно наблюдается в природных и искусственно облученных голубые или зеленые алмазах Ia и IIa типа. Хотя за пределами видимой области спектра (~400-700 нм), сильное поглощение на GR1 производит соответствующие полосы в красной части спектра, которые приводят к зеленым или синим цветом. Отжигается при Т 600 °C, при сильном повреждении стабилен вплоть до 1000 °C.

Центр ND1 – отрицательно заряженная вакансия (БЛ в поглощении на 393.5 нм, в ФЛ не проявляется). Может усиливаться при отжиге Т 300 °C, отжигается, начиная с Т 500 °C.

Центры GR2-GR8 – положительно заряженная вакансия, донорно-акцепторные пары. В ФЛ не проявляются, в спектрах поглощения дают несколько полос в диапазоне 405-430 нм. Отжигаются, начиная с Т 400 °C.

Центр 3Н (БЛ на 503.5 нм) образуется при РП алмаза, часто одновременно с центром GR1 (одиночной вакансией). Есть мнение, что этот центр представляет собой нейтральное двойное [001] расщепленное междоузлие, хотя окончательно его природа не установлена. Может существенно увеличится после отжига при Т = 300-400 °C, при слабом уровне повреждения отжигается при Т 450 °C, при сильном может проявиться после Т = 700 °C.

Широкая полоса ФЛ с максимумом на 550 нм в настоящее время еще плохо изучена, ее связывают с пластической деформацией решетки алмаза. Она является наиболее распространенным дефектом, приводящим к розово-красным оттенкам природных алмазов, но также она часто наблюдается в коричневых камнях.

Важнейшим классом являются дефекты алмаза, содержащие атомы азота. Азот очень легко встраивается в алмазную решетку, а образуемые им с участием вакансий комплексы насчитывают много видов и обладают богатым спектром.

Центр N3 (415 нм) состоит из трех атомов азота, окружающих вакансию. Сам по себе этот центр не вызывает окраски алмаза, но он всегда сопровождается центром N2 (двойной азот с вакансией) с полосой поглощения на 478 нм. В результате чего алмазы с большим количеством N3/N2 имеют желтую окраску и светятся голубым при облучении длинноволновым УФ-излучением. Центр N3 парамагнитен, поэтому он легко обнаруживается при анализе спектров ЭПР.

Центр с максимумом поглощения на 480 нм имеет широкую полосу неизвестного происхождения, приводящую к желтой или оранжевой окраске алмазов Ia.

Связанный с азотом дефект, наблюдающийся на 595 нм, имеет неопределенную структуру. Обычно он образуется при лабораторном облучении и отжиге при производстве алмазов зеленых, желтых или розовых цветов, но также он присутствует в качестве слабоинтенсивной полосы во многих природных зеленых или желтых алмазах.

NV0-центр (575 нм) образован из атомом азота, соседствующем с вакансией. Аналогичный дефект, но в отрицательно заряженном состоянии (NV--центр) имеет максимум поглощения на 637 нм. Богатые NV0 и NV- центрами алмазы имеют розовый окрас. В природе такие алмазы встречаются крайне редко, но нужного оттенка добиваются применением специальной обработки. NV0-центры в алмазе представляют огромный интерес для современной квантовой оптики, информатики, криптографии и магнитометрии. Каждый NV0-центр в алмазе способен излучать устойчивый, широкополосный поток одиночных фотонов, работая при комнатной температуре. Электронные спины индивидуального центра легко управляются светом, магнитным, электрическим и микроволновыми полями, что позволяет записывать квантовую информацию на спине ядра центра. NV0-центр имеет продолжительное, достигающее нескольких миллисекунд, время хранения наведенной спиновой поляризации.



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 8 |
 
Похожие работы:

«КАБАРДИН Иван Константинович РАЗВИТИЕ И ПРИМЕНЕНИЕ ОПТИКО-ЛАЗЕРНЫХ МЕТОДИК ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВЕТРОГЕНЕРАТОРОВ 01.02.05 – Механика жидкости, газа и плазмы ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук Научные руководители: доктор технических наук, профессор, Меледин Владимир Генриевич доктор...»

«АККУРАТОВ АЛЕКСАНДР ВИТАЛЬЕВИЧ СИНТЕЗ НОВЫХ СОПРЯЖЕННЫХ ПОЛИМЕРОВ НА ОСНОВЕ ТИОФЕНА И БЕНЗОТИАДИАЗОЛА – ПЕРСПЕКТИВНЫХ ФОТОАКТИВНЫХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ ОРГАНИЧЕСКИХ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ 02.00.03 – органическая химия ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата химических наук Научный руководитель: кандидат химических наук Трошин Павел Анатольевич Черноголовка – 2015 Оглавление Список...»

«ГУДИМОВА Екатерина Юрьевна СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ, ФОРМИРУЕМЫЕ ПУТЕМ ИМПУЛЬСНОГО ЭЛЕКТРОННО-ПУЧКОВОГО ЛЕГИРОВАНИЯ ТАНТАЛОМ ПОВЕРХНОСТНЫХ СЛОЕВ НИКЕЛИДА ТИТАНА, И ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СЛОЕВЫХ КОМПОЗИТОВ (TiNi-Ta)/TiNi 01.04.07 Физика конденсированного состояния Диссертация на соискание ученой степени кандидата...»

«ЗАХАРОВ ФЁДОР НИКОЛАЕВИЧ ЧИСЛЕННЫЙ АНАЛИЗ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ ПРИ РАСПРОСТРАНЕНИИ УКВ В СЛУЧАЙНО-НЕОДНОРОДНОЙ ТРОПОСФЕРЕ НАД МОРСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ Специальность 01.04.03 – Радиофизика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель доктор технических...»

«САВЕЛЬЕВ Денис Игоревич ГИДРОГЕОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ПРЕДОТВРАЩЕНИЮ НЕГАТИВНЫХ ПОСЛЕДСТВИЙ ЗАТОПЛЕНИЯ УГОЛЬНЫХ ШАХТ Специальность 25.00.16 – Горнопромышленная и нефтегазопромысловая геология, геофизика, маркшейдерское дело и геометрия недр Диссертация...»

«Сидоров Михаил Михайлович Влияние ультразвуковой ударной обработки на механические свойства и перераспределение остаточных напряжений сварных соединений трубопроводов, эксплуатируемых в условиях Сибири и Крайнего Севера Специальность 05.02.07 Технология и оборудование механической и физико-технической обработки...»

«Бобров Александр Игоревич Исследование полей упругих деформаций и напряжений в массивах вертикально упорядоченных Ge(Si)-наноостровков. Специальность 01.04.07 – физика конденсированного состояния Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель д.ф.-м.н., проф. Д.А. Павлов...»

«ЕМЕЛЬЯНОВ НИКИТА АЛЕКСАНДРОВИЧ Структура и диэлектрические свойства наночастиц BaTiO3 c модифицированной поверхностью и композитного материала на их основе Специальность 01.04.07 – физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Сизов А.С. Курск – 2015...»

«Никонов Антон Юрьевич Эволюция кристаллической решётки вблизи внутренних и внешних границ раздела в условиях сдвигового динамического нагружения Специальность: 01.04.07 Физика...»

«Альсурайхи Абдулазиз Салех Али Поверхностные свойства легкоплавких сплавов бинарных и тонкопленочных систем с участием щелочных металлов 01.04.07 – физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук...»

«Прощенко Дмитрий Юрьевич НЕЛИНЕЙНО-ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НОВЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ БИОСИЛИКАТОВ И ПОЛИМЕРОВ 01.04.21 – лазерная физика ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: д.т.н. Майор Александр Юрьевич Владивосток 2015 Оглавление ВВЕДЕНИЕ ГЛАВА I....»

«НОСИК ВАЛЕРИЙ ЛЕОНИДОВИЧ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РЕНТГЕНОВСКОГО ИЗЛУЧЕНИЯ С КРИСТАЛЛАМИ С ИСКАЖЕННОЙ РЕШЕТКОЙ Специальность 01.04.07 «Физика конденсированного состояния » ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора физико-математических наук Научный консультант: доктор физико-математических наук, профессор, член-корреспондент РАН, Ковальчук Михаил Валентинович Москва, 2015 -2ВВЕДЕНИЕ...5 ГЛАВА 1. ДИНАМИЧЕСКАЯ ФОКУСИРОВКА...»

«БАРСКАЯ ИРИНА ЮРЬЕВНА Исследование термои фотоиндуцированных магнитных аномалий в молекулярных магнетиках на основе меди и нитроксильных радикалов методом ЭПР Специальность 01.04.17 — «Химическая физика, горение и взрыв, физика экстремальных состояний вещества» Диссертация на соискание учной степени кандидата физико-математических...»

«ЧАН ВАН ХАНЬ СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ И РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОМЫШЛЕННЫХ БОРТОВЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ НА ОСНОВЕ СЕТЕВОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ СРЕДЫ Специальность 05.13.01 – «Системный анализ управление и обработка информации» ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата технических наук Научный руководитель: д.т.н., профессор Нгуен Куанг Тхыонг Москва 2015...»

«ДЕТУШЕВ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ ФУНДАМЕНТАЛИЗАЦИЯ МАТЕМАТИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ СТУДЕНТОВ ЭКОНОМИЧЕСКИХ СПЕЦИАЛЬНОСТЕЙ ВУЗОВ НА ОСНОВЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ОБУЧЕНИЯ 13.00.02 – теория и методика обучения и воспитания (математика) Диссертация на соискание ученой степени кандидата педагогических наук Научный руководитель: доктор...»

«Габсатаров Юрий Владимирович КИНЕМАТИКА МИКРОПЛИТ В СЕВЕРО-ВОСТОЧНОЙ АЗИИ Специальность 25.00.10 Геофизика, геофизические методы поисков полезных ископаемых Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: д.ф.-м.н. Стеблов Г.М. Москва – 2015 СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы Цель и основные задачи...»

«БАБИЧЕВА ТАТЬЯНА СЕРГЕЕВНА Методы математического и имитационного моделирования процессов локального взаимодействия в транспортных системах Специальность 05.13.18 математическое моделирование, численные методы и комплексы программ ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: кандидат технических наук, доцент, в. н. с. В. П. Осипов...»

«Нажмудинов Рамазан Магомедшапиевич ОРИЕНТАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ В ПОЛЯРИЗАЦИОННОМ ТОРМОЗНОМ ИЗЛУЧЕНИИ РЕЛЯТИВИСТСКИХ ЭЛЕКТРОНОВ В ЧАСТИЧНО УПОРЯДОЧЕННЫХ СРЕДАХ Специальность 01.04.07 — Физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата физико-математических...»

«ЕМЕЛЬЯНОВ НИКИТА АЛЕКСАНДРОВИЧ Структура и диэлектрические свойства наночастиц BaTiO3 c модифицированной поверхностью и композитного материала на их основе Специальность 01.04.07 – физика конденсированного состояния ДИССЕРТАЦИЯ на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук Научный руководитель: доктор технических наук, профессор, Заслуженный деятель науки РФ Сизов А.С. Курск – 2015...»

«БАРАБАШ ТАТЬЯНА КОНСТАНТИНОВНА ФРАКТАЛЬНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ И МОДЕЛЬНЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ПОЛЯРИЗАЦИИ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИКОВ ПРИ ДИАГНОСТИКЕ МЕТОДАМИ РЭМ 01.04.07 – физика конденсированного состояния Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических...»









 
2016 www.konf.x-pdf.ru - «Бесплатная электронная библиотека - Авторефераты, диссертации, конференции»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.