Структура и свойства пленок оксида циркония, легированных оксидом иттрия, полученных методом лазерного осаждения в вакууме

  • Николай Александрович Босак Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Александр Никитич Чумаков Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Александр Аркадьевич Шевченок Белорусский государственный аграрный технический университет, пр. Независимости, 99, 220023, г. Минск, Беларусь
  • Людмила Владимировна Баран Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь
  • Виктория Владимировна Малютина-Бронская ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника», пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Анатолий Григорьевич Кароза Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь
  • Алексей Александрович Иванов Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь https://orcid.org/0000-0003-1711-1586
DOI: https://doi.org/10.33581/2520-2243-2020-2-10-18

Аннотация

Проведены исследования тонких пленок, осажденных в вакууме (2 ⋅ 10–2 мм рт. ст.) на кремниевую и стеклянную подложки при многоимпульсном высокочастотном (10 –15 кГц) лазерном воздействии (плотность мощности лазерного излучения 100 МВт/см2 и расстояние от мишени до подложки 40 мм), на керамику из оксида циркония ZrO2, легированную оксидом иттрия 5 % Y2O3. Изучена морфология полученных пленок с помощью атомно-силовой микроскопии. Выявлены особенности спектров пропускания в видимой, ближней инфракрасной и средней инфракрасной области. Пропускание пленки оксида циркония на кремниевой подложке достигало 12 % в области спектра от 1,0 до 2,5 мкм, а в области от 2,6 до 6,0 мкм составляло 4,7 %. На стеклянной подложке пропускание на длине волны 643 нм равнялось 60 %, а на длине волны 2500 нм достигало 87 %. В средней инфракрасной области пропускание при волновом числе 2548 см−1 составляло 70 % и достигало 75 % при 3566 см−1. Вольт-амперные и вольт-фарадные характеристики полученных пленок оксида циркония.

Биографии авторов

Николай Александрович Босак, Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; ведущий научный сотрудник центра «Физика плазмы».

Александр Никитич Чумаков, Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь

доктор физико-математических наук; заведующий лабораторией радиационной плазмодинамики

Александр Аркадьевич Шевченок, Белорусский государственный аграрный технический университет, пр. Независимости, 99, 220023, г. Минск, Беларусь

кандидат технических наук, доцент; доцент кафедры физики агроэнергетического факультета

Людмила Владимировна Баран, Белорусский государственный университет, пр. Независимости, 4, 220030, г. Минск, Беларусь

кандидат физико-математических наук; заведующая сектором обслуживания научных исследований кафедры физики твердого тела физического факультета

Виктория Владимировна Малютина-Бронская, ГНПО «Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника», пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь

научный сотрудник

Анатолий Григорьевич Кароза, Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь

ведущий инженер центра аналитических и спектральных измерений

Алексей Александрович Иванов, Институт физики им. Б. И. Степанова Национальной академии наук Беларуси, пр. Независимости, 68, 220072, г. Минск, Беларусь

младший научный сотрудник центра «Физика плазмы».

Литература

  1. Suzdalev IP. Nanoclusters and nanocluster systems. Organization, interaction, properties. Uspekhi khimii. 2001;70(3):203–240. Russian.
  2. Petrunin VF, Popov VV, Zhu Hongzhi, Timofeev AA. Synthesis of nanocrystalline high-temperature phases of zirconium dioxide. Neorganicheskie materialy. 2004;40(3):303–311. Russian.
  3. Shevchenko VYa, Barinov SM. Tekhnicheskaya keramika [Technical ceramics]. Moscow: Nauka; 1993. 187 p. Russian.
  4. Neubrand A, Schafer R, Thielicke B, Westerheide R, Schäuble R. Materials design studies for creep and thermal shock resistant oxide ceramic matrix composites. In: Singh M, Kerans RJ, Lara-Curzio E, Naslain R, editors. HT-CMC5. Proceedings of the 5th International Conference on High Temperature Ceramic Matrix Composites; 2004 September 12–16; Seattle, USA. Westerville: American Ceramic Society; 2005. p. 253–258.
  5. Villa N, Golosov DA, Zavadsky SM, Melnikov SN, Okoji DE. The formation of zirconium oxide films by reactive magnetron sputtering. In: Uglov VV, editor. Interaction of Radiation with Solids. Proceedings of the 12th International Conference; 2017 September 19–22; Minsk, Belarus. Minsk: Publisher Center of the Belarusian State University; 2017. p. 438–440. Russian.
  6. Min’ko LYa, Chumakov АN, Воsак NА. [On the effective conditions of erosion surface plasm a formation in air upon exposure to the repetitively pulsed laser radiation]. Quantum Electronics. 1990;17(11):1480–1484. Russian.
  7. Goncharov VK, Puzyrev MV, Stupakevich VU. Physical processes in a laser source of aluminum ions with controlled energy for applying nanofilms. Journal of the Belarusian State University. Physics. 2017;3:79–87. Russian.
  8. Mironov VL. Osnovy skaniruyushchei zondovoi mikroskopii [The basics of scanning probe microscopy]. Moscow: Tekhnosfera; 2004. 144 p. Russian.
  9. Efremov MD, Kamaev GN, Volodin VA, Arzhannikova SA, Kachurin GA, Cherkova SG, et al. [Coulomb blockade of the conductivity of SiOx films due to one-electron charging of a silicon quantum dot in a chain of electronic states]. Fizika i tekhnika poluprovodnikov. 2005;39(8):945–951. Russian.
  10. Malyutina-Bronskaya VV, Zalessky VB, Leonova TR. [Electrical properties of zink oxide films doped with rare-earth elements]. Doklady BSUIR. 2011;6:39–43. Russian.
  11. Malyutina-Bronskaya VV, Zalessky VB, Leonova TR, Belous AI, Plebanovich VI. [Capacitive characteristics of silicon oxycarbide – silicon structures]. Doklady BSUIR. 2006;5:99. Russian.
Опубликован
2020-06-02
Ключевые слова: высокочастотное лазерное воздействие, пассивный затвор, структура тонких пленок, ZrO2 5%Y2O3, спектр пропускания, видимая область, ближняя ИК-область, средняя ИК-область, вольт- амперная характеристика;, вольт- амперная характеристика, вольт-фарадная характеристика
Как цитировать
Босак, Н. А., Чумаков, А. Н., Шевченок, А. А., Баран, Л. В., Малютина-Бронская, В. В., Кароза, А. Г., & Иванов, А. А. (2020). Структура и свойства пленок оксида циркония, легированных оксидом иттрия, полученных методом лазерного осаждения в вакууме. Журнал Белорусского государственного университета. Физика, 2, 10-18. https://doi.org/10.33581/2520-2243-2020-2-10-18
Выпуск
№ 2 (2020): Журнал Белорусского государственного университета. Физика
Раздел
Наноматериалы и нанотехнологии

Copyright (c) 2020 Журнал Белорусского государственного университета. Физика

Лицензия Creative Commons

Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.

Авторы, публикующиеся в данном журнале, соглашаются со следующим:

  1. Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution-NonCommercial. 4.0 International (CC BY-NC 4.0).
  2. Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся неэксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге) со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  3. Авторы имеют право размещать их работу в интернете (например, в институтском хранилище или на персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу. (См. The Effect of Open Access).