Исследование нанослоев на оптическом и атомно-силовом микроскопах показало, что как однородные так разнородные нанослои не имеют явно выраженной структурной анизотропии

Вид материала

Исследование

Подобный материал:

• Ю. П. Паракшин Проведено изучение вариабельности физико-химических свойств внутри наименьших, 177.01kb.
• Кузьмина Елена Васильевна заведующая мдоу детским садом №2 г. Иркутска «Контрольно-аналитическая, 117.66kb.
• Новая парадигма образования, 67.79kb.
• Исследование Л. И. Кирилловой выборочного контингента 13 школ рсфср для слепых показало, 533.54kb.
• Исследование крови, проведенное у больных желтухой. Показало, что в ней содержится, 117.94kb.
• Инвариантность законов физики канарёв Ф. М. Анонс, 129.97kb.
• Го движения являются движение точки, в однородном силовом поле, в центральном силовом, 88.77kb.
• Лазерний атомно- фотоіонізаційний спектральний аналіз, 97.97kb.
• Исследование показало, что на первом месте, аргентинцы положительно оценивают российскую, 41.29kb.
• Исследование поверхности хлопковой целлюлозы методом полуконтактной атомно-силовой, 119.3kb.

И.В. ВОРОНИН, С.А. ГОРБАТОВ, А.В. ЛОПАТИН,

В.Ф. ПЕТРУНИН, Н.Г. РЫВКИНА, И.А. ЧМУТИН

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)


АНИЗОТРОПИЯ СВОЙСТВ НАПЫЛЕННЫХ

НАНОСЛОЕВ В СВЧ-ОБЛАСТИ


Напыленные на диэлектрическую подложку нанослои находят широкое применение в различных отраслях техники, в том числе СВЧ-технике.

В частности, в нашем случае они применяются в качестве одного из функциональных слоев многослойного радиопоглощающего материала. Для регулирования уровня радиопоглощения в той или иной области СВЧ-спектра необходимо знать диэлектрическую () и магнитную () проницаемость нанослоев.

В комплексном виде:

 = ' – j",

 = ' – j".

Магнетронным напылением получены однородные слои металлов, окислов металлов, а также многослойные системы металлы-окислы металлов. Общие толщины напыленных покрытий имели несколько значений в пределах величин 0,07 до 0,2 мкм.

Измеряли коэффициенты отражения и прохождения по рупорной методике и диэлектрическую и магнитную проницаемости резонансным методом.

Нашли, что для однородных нанопокрытий ' и " изотропны и в области частот 2,637,0 ГГц снижаются от 2000 до 400 для ' и от 1000 до 150 для ". Для разнородных нанослоев системы металл-окислы металлов нашли анизотропию значений как ', так и " в двух взаимно перпендикулярных направлениях доходящей до 2 раз. С увеличением частоты '(//) меняется от 30000 до 3300, '() – от 14000 до 2400, а "(//) – от 78000 до 11000, "() – от 59000 до 5200.

Магнитные свойства измерить резонансным способом не удалось из-за недостаточной толщины нанопокрытий.

Исследование нанослоев на оптическом и атомно-силовом микроскопах показало, что как однородные так разнородные нанослои не имеют явно выраженной структурной анизотропии.

Известно, что " зависит от проводимости  слоя по следующей формуле:

" = jk,

где k = 1/2с₀;  – электропроводность слоя;  – длина волны излучения; с – скорость света; ₀ – диэлектрическая проницаемость.

При измерении проводимости нанослоев в двух взаимно перпендикулярных направлениях нашли, что в пределах погрешности 20%, проводимость не изменяется.

Предполагаемые причины анизотропии в разнородной системе заключается, по-видимому, в ориентации частиц в магнитном поле магнетрона. При однородных слоях за счет миграции по поверхности и взаимодействия однородных частиц между собой, ориентация сводится к минимуму. При осаждении частиц другого вида на напыленную поверхность происходит затруднение миграции по этой поверхности из-за структурного и энергетического несоответствия напыленного нанослоя и частиц другого вида. В результате энергетически более выгодным становится ориентация частиц в поле магнетрона.

Для подтверждения указанного механизма был специально изготовлен образец с слоем из композитного материала на основе порошка сплава НК-29 (с размером наночастиц ~ 60 нм). Слой толщиной ~ 7 мкм наносили воздушным распылением, на диэлектрическую подложку и определяли ', " до и после ориентации в поле постоянного магнита, так, что преимущественно вектор намагниченности находился в плоскости слоя. Нашли, что в диапазоне частот 5,614,8 ГГц до ориентации ' изменяется от 7000 до 3500, а " – от 6300 до 2300, причем эти параметры не зависели от положении образца в СВЧ-поле, после ориентации – ' и " сохранили свои значения в (//) направлении, а в направлении () ' изменился от 2100 до 6600, а " – от 2500 до 8000. Т.о. при ориентации не только возросли значения " и ', но " стал больше '.


Список литературы

1. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука. 1982. С.37 44.
   
2. Бреховских Л.М. Волны в слоистых средах. Изд. АН СССР. 1957. С.502.