Твердофазный синтез пленок системы Co-Cr Текст научной статьи по специальности «Физика»

Решетневские чтения

Исследуемый способ, несмотря на условия пластического деформирования при схеме напряженного состояния всестороннего сжатия, требует небольших усилий деформирования благодаря технологическим параметрам (форме заготовки, степени и последовательности деформирования, конструкции устройств, числу переходов, виду применяемого оборудования). Таким образом, разработанный способ выдавливания является эффективным и дает возможность измельчения структуры более чем в 400 раз.

Библиографические ссылки

1. Валиев Р. З., Корзников А. В., Мулюков Р. Р. Структура и свойства металлических материалов с субмелкокристаллической структурой // ФММ. 1992. Т. 2. № 6.

2. Валиев Р. З., Александров И. В. Наноструктур-ные материалы, полученные интенсивной пластической деформацией. М. : Лотос, 2000.

3. Процессы пластического структурообразования металлов / В. М. Сегал, В. И. Резников, В. И. Копылов и др. Минск : Наука и техника, 1994.

I. P. Popov, S. Yu. Kutomanov, K. A. Nikolenko

Samara State Aerospace University named after academician S. P. Korolev (National Research University), Russia, Samara

STRUCTURIZATION OF ALUMINIUM TRUMPET PREPARATIONS BY BIG PLASTIC DEFORMATIONS

The way of structurization of a trumpet semifinished item by big plastic deformations is developed. Experimental researches are lead. The sample of aluminium trumpet preparation with fine-grained crystal structure is received.

© Попов А. Н., Кутоманов С. Ю., Николаенко К. А., 2010

УДК 541.124.16+662.612

А. Н. Рыбакова, В. С. Жигалов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ТВЕРДОФАЗНЫЙ СИНТЕЗ ПЛЕНОК СИСТЕМЫ Со-Сг*

Проанализировано использование твердофазных реакций для синтеза пленок системы Со-Сг. Исследованы условия изготовления пленок в концентрационном диапазоне от 10 до 25 ат. %.

Развитие микроэлектроники связано с интенсивным внедрением в нее тонкопленочных элементов. Твердофазные реакции в системе реагентов приводят к образованию сплавов и соединений, по своим свойствам отличающихся от свойств исходных элементов. Это обстоятельство все в большей степени используется при разработке новых технологий синтеза материалов. Характер распространения реакционных волн обусловлен экзотермичностью реакций при химическом взаимодействии реагентов. Синтез материалов с использованием твердофазных реакций имеет неоспоримые преимущества перед обычными способами получения новых материалов, как то: высокая чистота продуктов синтеза, простота аппаратуры, малые энергозатраты и т. д.

В литературе приведены три основных типа твердофазных реакций:

- Т1 => Т2;

- Т1 + Т2 => Т3;

- Т1 + Т2 => Т3 + Т4.

Для целей твердофазного синтеза наиболее всего подходит второй тип реакций.

Твердофазный синтез (ТФС) в пленках проходит при низких температурах, что обусловлено высоким коэффициентом диффузии, которая на порядки выше диффузии в объемных материалах, при этом любая твердотельная реакция совершается в виде последовательности промежуточных фазовых состояний, энергетически мало отличающихся друг от друга, а реакционная зона локализована на поверхности раздела фаз реагентов и продуктов [1].

В данной работе изучена методика ТФС пленочного магнитного материала Со-Сг [2], которая заключалась в предварительном изготовлении двухслойных структур Со-Сг на монокристаллических (М^О) и стеклянных подложках и последующей серии отжигов при разных температурах, в результате которых происходили химические взаимодействия между слоями.

*Работа поддержана программой «Развитие научного потенциала высшей школы» (грант № 2.1.1/4399. 2009-2010 гг.).

Наноматериалы и нанотехнологии в аэрокосмической отрасли

При этом установлены основные параметры твердофазного синтеза:

1. Синтезирована фаза с-СоСг.

2. Состав пленки ~ 50 ат. % Сг.

3. Температура инициирования фазы с-СоСг составляет ~400 оС.

В работе проведены измерения магнитных параметров намагниченности насыщения и константы кристаллографической анизотропии (Ю в зависимо-

сти от температуры отжига, по результатам которых построены их зависимости.

Библиографические ссылки

1. Мягков В. Г., Баюков О. А. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2004. Т. 80. Вып. 7. С. 555-559.

2. Жигалов В. С., Мягков В. Г. и др. // Письма в ЖЭТФ. 2009. Т. 88. Вып. 6. С. 445-449.

A. N. Rybakova, V. S. Zhigalov Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev, Russia, Krasnoyarsk

SOLID PHASE SYNTHESIS OF Co-Cr FILMS SYSTEM

The use of solid-state reactions for the synthesis of Co-Cr films has been reviewed. We have studied the conditions of film preparation in a concentration range from 10 to 25 at. %.

© Рыбакова А. Н., Жигалов В. С., 2010

УДК 548.4

М. В. Сержантова, А. А. Кузубов

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева, Россия, Красноярск

ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ДЕФЕКТОВ НА ЭЛЕКТРОННУЮ СТРУКТУРУ МОНОСЛОЯ И-БК

Исследовано влияние вакансий бора, азота и бивакансий на электронную структуру И-БЫ. При наличии вакансий в ней появляются внедренные состояния в запрещенной зоне. Положение внедренного состояния изменяется в зависимости от деформации. Расчеты показывают, что в зависимости от вида дефекта и величины приложенной деформации внедренное состояние может оказаться как локализованным, так и не-локализованным на атомах, окружающих дефект. В случае когда состояние локализовано, в системе наблюдается неоднородность распределения спиновой плотности, что приводит к появлению в системе магнитного момента.

В настоящее время проявляется интерес к исследованиям гексагонального нитрида бора (И-БМ), материалы на его основе занимают важное место в ряду инструментальных материалов и являются основой многих современных технологий. Основное применение И-БМ - синтез сверхтвердых материалов: кубического и вюрцитоподобного нитрида бора, получение высокоогнеупорных материалов, армирующих волокон. Химическая инертность и антиадгезионные свойства по отношению к металлам и сплавам - основные преимущества И-БМ В спрессованном состоянии И-БМ обладает полупроводниковыми свойствами, а присутствие примесей в соединении может вызывать люминесценцию [1]. Подобно углероду, структура И-БМ может образовывать монослои, которые являются аналогами графена. Подобные структуры были получены экспериментально [2; 3], при этом в ряде работ производился расчет их электронной структуры [4; 5]. Известно, что ширина запрещенной зоны И-БМ варьируется в пределах от 3 до 7,5 эВ [1; 6; 7], однако экспериментального объяснения данному факту не найдено. Можно предположить, что разброс ширины

щели запрещенной зоны объясняется наличием дефектов в кристалле.

В работе изучалось влияние вакансий на электронную структуру монослоя h-BN и изменения электронной структуры при деформации вдоль одного из направлений.

Расчеты проводились в рамках формализма функционала плотности (DFT) [8] с градиентными поправками (PBE) с использованием пакета VASP (Vienna Ab-initio Simulation Package) [9-11]. В ходе вычислений применялся ультрамягкий псевдопотенциал Ван-дербильта (Vanderbilt ultrasoft pseudopotential) [12]. Размер 2D суперячейки монослоя h-BN равен 12,3 х 11,2 х 15,0 Ä. Анализ распределения электронной и спиновой плотности проводился с помощью программы Bader [13-15], которая обрабатывает данные, полученные с помощью пакета VASP.

На начальном этапе была рассчитана электронная структура монослоя h-BN. Результаты расчета показали, что плоскость h-BN является диэлектриком с непрямой запрещенной зоной, ширина которой составляет 4,94 эВ, что соответствует данным работы [2].