CC BY
10
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 1
Научная статья УДК 621.793
doi: 10.17213/1560-3644-2022-1-66-72
ВЛИЯНИЕ ОТРАВЛЕНИЯ МИШЕНЕЙ ПРИ МАГНЕТРОННОМ ОСАЖДЕНИИ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ НА МОРФОЛОГИЮ И ФАЗОВЫЙ СОСТАВ TiOx-ПОКРЫТИЙ
Е.В. Кривоножко1, В.С. Ващилин1, Н.И. Минько1, Е.А. Лазарева2
белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова, г. Белгород, Россия, 2Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия,
Аннотация. Статья посвящена искусственным покрытиям на основе TiOx, обладающим фотокаталитическими свойствами. Цель исследования - изучение характера образования и поведения при росте кристаллической фазы в области концентраций O2 в плазме, близких к концентрации отравления мишеней. Кратко представлены преимущества магнетронного метода получения. Объяснена предпочтительность фазы аната-за для фотокаталитических целей на основании количественных данных. Подробно перечислены факторы, влияющие на фазовый состав и морфологию поверхности TiOx-покрытий. Описаны материалы, методика создания и методы исследования покрытий. Подробно представлены параметры осаждения покрытий. Результаты исследования продемонстрированы в виде рентгенограмм и микрофотографий с соответствующими описаниями. Приведены данные о средней толщине покрытий и амплитудных значениях толщины их отдельных слоёв. Также указаны средние значения размеров кристаллов и их агломератов, соотношения количества мелких и крупных агломератов, а также численные данные о взаимном расположении агломератов на поверхности покрытий. Сделаны выводы об основных сходствах и различиях TiOx-покрытий, полученных методом магнетронного осаждения на постоянном токе с применением отравленных мишеней и прошедших плазменную аргоновую очистку.
Ключевые слова: магнетронное осаждение, отравление мишеней, диоксид титана, агломераты, нанокри-сталлы, анатаз, рутил, стекло
Благодарности: авторы выражают благодарность Центру высоких технологий БГТУ им. В. Г. Шухова за оказанную помощь при проведении данного исследования и написании настоящей статьи.
Для цитирования: КривоножкоЕ.В., ВащилинВ.С., МинькоН.И., ЛазареваЕ.А. Влияние отравления мишеней при магнетронном осаждении на постоянном токе на морфологию и фазовый состав TiOx-покр^гтий // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2022. № 1. С. 66 - 72. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2022-1-66-72
Original article
TARGET POISONING EFFECT DURING DC MAGNETRON SPUTTERING ON TiOx COATINGS MORPHOLOGY AND PHASE COMPOSITION
E.V. Krivonozhko1, V.S. Vashchilin1, N.I. Min'ko1, E.A. Lazareva2
1Belgorod State Technological University named after V.G. Shukhov, Belgorod, Russia, 2Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI), Novocherkassk, Russia,
Abstract. The article is devoted to artificial TiOx coatings with photocatalytic properties. The research aim is to study the pattern of the crystalline phase nucleation and behavior during the growth in the range of O2 concentration in plasma close to the target poisoning. The magnetron method advantages are briefly listed. The anatase phase preference for photocatalytic application is confirmed with quantitative data. The factors influencing the phase composition and surface morphology of TiOx coatings are listed in detail. The materials, the creation technique and investigation methods of coatings are described. The coatings deposition parameters are given in detail. The study results are shown in the form of X-ray diffraction patterns and micrographs with corresponding descriptions. The values of the average thickness of the coatings and the amplitude thickness of their individual layers are indicated. The average values of the crystals and their agglomerates sizes, the ratio of small and large agglomerates number, as well as numerical data on the mutual agglomerates arrangement on the coatings surface are also given. Conclusions about the main similarities and differences of TiOx coatings obtained by DC magnetron sputtering using poisoned targets and subjected with argon plasma cleaning, are drawn.
© Кривоножко Е.В., Ващилин В.С., Минько Н.И., Лазарева Е.А., 2022
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 1
Keywords: magnetron deposition, target poisoning, titanium dioxide, agglomerates, nanocrystals, anatase, rutile, glass
Acknowledgments: the authors express their gratitude to the Center of High Technologies of V. G. Shukhov BSTU for their assistance in conducting this research and writing this article
For citation: Krivonozhko E.V., Vashchilin V.S., Min'ko N.I., Lazareva E.A. Target Poisoning Effect During DC Magnetron Sputtering on TiOx Coatings Morphology and Phase Composition. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2022; (1): 66 - 72. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2022-1-66-72
Введение
Повышенный интерес к покрытиям из диоксида титана связан, прежде всего, с их способностью к супергидрофильности и фотокатализу. Благодаря этим свойствам, различные материалы с покрытиями, содержащими ТЮ2, приобретают функцию самоочищения [1].
При эксплуатации TiOx-покрытий огромную роль играет их структурно-фазовое состояние, которое зависит от метода и параметров процесса нанесения [2 - 15]. Среди многочисленных способов осаждения оксидов титана в виде покрытий выделяется метод реактивного магнетронного напыления. Его преимущества -возможность:
- получения плотных покрытий;
- создания покрытия с одной и той же толщиной на большой площади изделия;
- варьирования структуры и фазового состава покрытия без существенного изменения скорости напыления и нагрева подложки [2].
Цель настоящего исследования: определить влияние содержания кислорода в плазме на фазовый состав и морфологию поверхности покрытий в области концентраций, при которых происходит отравление мишеней [3, 4].
Теоретическая часть
На фотокаталитические свойства оксидти-тановых покрытий основное влияние оказывают их фазовый состав и морфология поверхности [2, 5, 6], которая зависит от наличия и соотношения кристаллической и аморфной фаз [5, 7].
Кристаллическая фаза может быть представлена индивидуальными фазами или взаимными твёрдыми растворами анатаза, рутила и брукита [8 - 10]. Для фотокаталитических целей наиболее ценным из них является анатаз [7, 8], так как его фотокаталитическая активность (21,0150 мкмоль-экв/(м2ч)) в среднем в 2,03 раза выше таковой у рутила (10,3497 мкмоль-экв/(м2ч) [11]), хотя и существуют данные о проявлении рутилом повышенной фотокаталитической активности (158,3659 мкмоль-экв/(м2ч)) при особых условиях [11, 12], например, в присутствии перекиси водорода (H2O2) [11]. В свою очередь, на образование в покрытии кристаллической фа-
зы и её состав оказывают влияние следующие факторы:
1) конструкционные особенности установки;
2) параметры нанесения покрытия (сила тока и напряжение разряда, частота питания магнетронов, расстояние от подложки до мишени, общее давление в реакционной камере установки на стадии нанесения покрытия, время нанесения покрытия);
3) химический состав основных используемых компонентов (природа рабочего газа, химический состав и доля реакционного газа в момент реакции в камере установки, химический состав мишеней);
4) тип подложки (химический, фазовый состав, текстура и морфология поверхности);
5) герметичность камеры установки, определяемая количественно значением величины натекания;
6) применение последующей термообработки к осаждённым покрытиям или отсутствие таковой.
Методика синтеза покрытий
Подложки представляли собой пластины предметного стекла марки «МиниМед» СП-7102 с необработанными краями (ТУ 9464-012-528768592014) с размерами 76,2^26^1,5 мм. Оксидный состав, % по массе: 72,7 - SiO2; 15,3 - Na2O; 6,4 - CaO; 3,6 - MgO; 1,4 - AhOз; 0,12 - Fe2Oз. В качестве мишеней использовались две титановые пластины (Т 99,999 %) с размерами 400x78x4 мм каждая. Рабочий газ - Аг (99,999 %), реакционный -О2 (99,999 %).
Подложки перед нанесением покрытий очищались последовательно в концентрированной хромовой смеси и дважды в дистиллированной воде. Дистиллированная вода удалялась с поверхности потоком сжатого воздуха. Непосредственно перед нанесением покрытия производилась очистка подложек в вакууме от следовых количеств органических загрязнений бомбардировкой ионами аргона в течение 15 мин на установке UniCoat 200 (напряжение разряда 2200 В, ток разряда 0,15 А, давление 0,09 Па, поток аргона 28 - 29 sccm).
Параметры нанесения покрытия приведены в табл. 1.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 1
Таблица 1 / Table 1
Параметры нанесения покрытия (установка UniCoat 200 с дуальной магнетронной системой на постоянном токе) / Coating options (UniCoat 200 installation with dual magnetron system on direct current)
Параметр напыления Номер образца
14 14* 16
Содержание О2 в плазме ф(02), % 14 14 16
Предварительная плазменная аргоновая очистка "Л мишеней То.м, мин - 5 -
Расстояние «мишень - подложка» dм - п, мм 104,7
Давление в камере р, Па 0,17
Напряжение разряда иразр, В 580
Сила тока разряда /разр, А 4 4 4
Частота V, кГц 18
Время напыления Тн, мин 30 30 60
Методы исследования
Фазовое состояние покрытий исследовалось с помощью метода рентгеновской дифракции на приборе ЛЯЬ X'TRA в диапазоне углов 10 - 70 ° при скорости сканирования 2°/мин и длине волны излучения 1,540562 А. Режим сканирования «9-scan»; 9 = 0,5°. Структура покрытий и их толщина (5, нм) исследовались при помощи сканирующего электронного микроскопа М1М3 ТЕБКЛЫ.
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты, полученные с помощью рентгеновской дифракции, приведены на рис. 1.
■ -акатаз - рутил
I ! !
{211]jiyTHJi If (211}анэтэз (2201
■h^h.
unLk^u
A
Рис. 1. Дифрактограммы образцов, полученных в процессе магнетронного осаждения с долей O2 в плазме 14 % без предварительной очистки мишеней (образец 14), с применением последней (образец 14*) и 16 % без предварительной очистки мишеней (образец 16) / Fig. 1. The diffraction patterns of the samples obtained during magnetron sputtering at O2 fraction in the plasma of 14 %, without using preliminary targets cleaning (sample 14) and using the latter (sample 14*) and 16 % without using targets pre-cleaning (sample 16)
Из рис. 1 видно, что все образцы оксидти-тановых покрытий содержат обе фазы (анатаз и рутил), отвечающие за фотокаталитическую ак-
тивность. Следует обратить внимание, что при абсолютно идентичных параметрах напыления (см. табл. 1) у образцов 14 и 14* фазовый состав кристаллической фазы кардинально разнится. Содержание анатаза в образце покрытия 14 составляет 30,40 %, а для покрытия 14* - 76,42 %. Подобное явление объясняется различием значений энергии связи Т с поверхностью мишени в металлическом (и (мс) = 4,9 эВ) и оксидном (и (ос) = 7,27 эВ) состояниях [13]. Исходя из таких данных, можно говорить о влиянии степени отравления поверхности титановой мишени на фазовый состав кристаллического слоя оксидти-танового покрытия.
При сравнении образца 16, полученного без предварительной очистки при доле О2 в плазме 16 % и при идентичных других параметрах, с предыдущими образцами видно, что, в отличие от образца 14, на дифрактограмме покрытия 16 основной пик анатаза (25,28°) превалирует над пиком рутила (27,36°). Рост содержания фазы анатаза относительно доли рутила является характерным явлением при повышении доли кислорода в плазме [2,14]. Однако содержание анатаза в образце 16 составляет 50,68 %, что в 1,51 раз меньше по сравнению с образцом 14* (76,42 %). Как и в случае с образцом 14, это также объясняется присутствием в поверхностном слое титановой мишени окисленного титана, влияющего на процесс напыления, в частности на повышение энергии связи атомов титана с поверхностью мишени (Цмс) = 4,9 эВ; Ц(ос) = 7,27 эВ) и снижение коэффициента распыления ионов титана (7(мс) = 0,3; 7(ос) = 0,06; ф = 300 В) [13].
На рис. 2 - 4 представлены микрофотографии образцов покрытий TiOx, полученных при доле кислорода в плазме 14 % (без и с предварительной очисткой) и 16 % (без предварительной очистки), которые позволяют изучить структуру скола (а) и морфологию поверхности (б).
В ходе анализа образцов покрытий при помощи метода сканирующей электронной микроскопии было установлено, что покрытия 14, 14* и 16 представлены двумя хорошо различимыми слоями: кристаллическим (верхний) и аморфным (нижний), имеющими равномерно волнообразно изменяющуюся толщину на всей сплошности покрытия.
Амплитудные значения толщины покрытий и их отдельных слоёв; значения диапазона размеров основной массы поверхностных кристаллов, общего диапазона размеров кристаллов; значения диапазона размеров агломератов кристаллов (далее: агломератов), среднего размера агломератов; значения диапазона расстояний
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 1
между ближайшими агломератами, а также средних расстояний между ближайшими агломератами приведены в табл. 2.
б
Рис. 2. Микрофотографии скола (а) и поверхности (б) оксидтитанового покрытия, полученного при доле O2 в
плазме 14 % без предварительной очистки мишеней / Fig. 2. The cleavage (a) and surface (б) micrographs of the titania coating obtained at O2 fraction in the plasma of 14 % without using targets pre-cleaning
б
Рис. 3. Микрофотографии скола (а) и поверхности (б) оксидтитанового покрытия, полученного при доле O2 в
плазме 14 % с предварительной очисткой мишеней / Fig. 3. The cleavage (a) and surface (б) micrographs of the titania coating obtained at O2 fraction in the plasma of 14% using targets pre-cleaning
б
Рис. 4. Микрофотографии скола (а) и поверхности (б) оксидтитанового покрытия, полученного при доле O2 в
плазме 16 % без предварительной очистки мишеней / Fig. 4. The cleavage (a) and surface (b) micrographs of the titania coating obtained at O2 fraction in the plasma of 16% without using targets pre-cleaning
Неравномерность распределения агломератов определяли величиной стандартного отклонения значений кратчайших расстояний между соседними агломератами. Значения стандартного отклонения также приведены в табл. 2.
Таблица 2 / Table 2
Характеристики покрытий TiOx / TiOx coatings specifications
Характеристика Номер образца
14 14* 16
Средняя толщина 5, нм 300 - 320 330 - 350 520 - 530
Толщина кристаллического слоя 5крист, нм 188 - 295 166 - 286 140 - 400
Толщина аморфного слоя 5аморф, нм 25 - 112 64 - 164 130 - 380
Размер большинства кристаллов 0кр. mod, нм 27 - 29 37 - 41 42
Диапазон размеров кристаллов 0кр, нм 27 - 80 37 - 82 41 - 107
Средний размер агломератов 0аглом.ср, нм 172,9 398,0 536,6
Диапазон размеров агломератов 0аглом, нм 114,7 -255,0 83,3 -912,9 83,3 -912,9
Диапазон расстояний между ближайшими агломератами Наглом, нм 33,3 -5766,7 283,3 -10216,7 20,8 -3516,7
Среднее расстояние между ближайшими агломератами ^аглом.ср, нм 1879,4 3708,8 1327,6
Стандартное отклонение расстояний а, нм 1015,8 2069,1 838,9
Из рис. 2, а видно, что поверхностный слой покрытия 14 имеет равномерно волнообразно изменяющиеся значения толщины и правильную, вертикально ориентированную кристаллическую структуру с преобладанием сходных по размерам кристаллов (0кр.шоа = 27 - 29 нм). Из вставки на рис. 2, б видно, что кристаллы создают микрорельеф поверхности вследствие присутствия более крупных единиц (0кр.шах ср = 78,7 нм), имеющих редкое распространение (пкр.шах = 5,8 мкм-2), зачастую, значительно (до 2,71 раз) превышающих размерами основную массу кристаллов (табл. 2), а также их локализации в периодические группы. Кроме того, следует обратить внимание на наличие на поверхности образца 14 более светлых «узелков» (рис. 2, б), значительно превышающих размеры кристаллов (0аглом.ср = 172,9 нм). Данные образования могут представлять собой агломераты кристаллов [15,16] (далее: агломераты). Последние имеют, в целом, сходные размеры (0аглом = 114,7 - 255,0 нм; 0аглом.ср = 172,9 нм), повышенную концентрацию (п номерное расположение (с
аглом.ср
том = 0,28 мкм-2), неравном = 33,3 - 5766,7 нм; = 1879,4 нм; о = 1015,8 нм), и, кроме того, локализованы вдоль замкнутых кривых разного радиуса и кривизны.
d
аглом.ср
а
а
а
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 1
На рис. 3, а картина аналогична рис. 2, а: верхний, кристаллический слой имеет вертикально ^-ориентированную структуру. Морфология поверхности образца 14* (см. рис. 3, б) уже более существенно отличается от образца 14 (см. рис. 2, б): средний размер кристаллов возрастает (37 - 41 нм), а разброс значений размеров кристаллов уменьшается (37 - 82). Из вставки на рис. 3, б видно, что поверхность имеет микрорельеф, аналогичный образцу 14. Кроме того, заметно присутствие на поверхности образца покрытия агломератов (см. рис. 3, б). Данные агломераты имеют больший, по сравнению с образцом 14, размер (0аглом = 398,0 нм), хаотично разбросаны (Саглом = 283,3 - 10216,7 нм; Сагломср = 3708,8 нм; о = 2069,1 нм) и неоднородны по размеру (0аглом = 83,3 - 912,9 нм; 0аглом.шт = 83,3 - 500 нм, 81 %; 0аглом.шах = 540,1 - 912,9 нм, 19 %). Таким образом, на поверхности образца покрытия 14 зарождение агломератов происходит со статистически большей частотой (паглом = 0,28 мкм-2, Сагломср = 1879,4 нм), а последующий рост протекает равномерно. Для образца 14* - напротив: места зарождения агломератов отстоят друг от друга на значительных расстояниях (Сагломср = 3708,8 нм). После образования определённого количества агломератов (паглом = 0,0592 мкм-2) основная масса адсорбирующихся из реакционной плазмы на поверхность покрытия частиц начинает расходоваться на рост уже образовавшихся агломератов, так как энергия зарождения новых агломератов начинает превышать энергию роста уже существующих. Объяснить подобное явление можно с точки зрения процессов, протекающих при росте кристаллов из раствора [16]. Также следует отметить, что агломераты на поверхности образца 14* не имеют конкретного направления или локализации своей концентрации.
На рис. 4 представлены микрофотографии покрытий, полученных при содержании кислорода в плазме 16 % и времени осаждения 60 мин. На рис. 4, а наблюдается картина, аналогичная рис. 2, а и 3, а: верхний (кристаллический) слой имеет равномерно волнообразно изменяющиеся значения толщины на всех участках покрытия (140 - 400 нм) и столбчатую ^-ориентированную структуру. Морфология поверхности образца 16 (вставка на рис. 4, б) в большей степени имеет сходство с морфологией образца 14 (вставка на рис. 2, б), так как также представлена «возвышенностями» микрорельефа, состоящими из кристаллов больших размеров (103,7 нм), и плоскими участками, образованными кристаллами меньшего размера (42 нм). Характер расположения агломератов (рис. 4, б) также больше
напоминает образец 14, в том числе повышенную по сравнению с образцом 14* плотность (0,1168 мкм-2) и относительно равномерное распределение агломератов (йаглом. = 20,8 - 3516,7 нм; Наглом. (ср.) = 1327,6 нм; о = 838,9 нм). Тем не менее наличие агломератов, имеющих различные размеры, больше напоминает образец 14*, однако, в отличие от последнего, агломераты образца 16 имеют выраженную бимодальность (0аглом. = 83,3 - 912,9 нм; 0аглом. min = 83,3 - 372,7 нм, 49 %; 0аглом. max = 456,4 - 912,9 нм, 51 %). Последняя обусловлена увеличением времени напыления (60 мин). Таким образом, было сделано предположение о существовании максимального критического размера агломерата, величина которого зависит от концентрации кислорода в плазме, диаметра кристаллов в приповерхностном слое и толщины покрытия. При достижении агломератом такого размера энергия дальнейшего его роста начинает превышать энергию зарождения новых агломератов. В конечном итоге это приводит к осреднению размеров и увеличению значения среднего размера агломерата (0аглом. max = 456,4 - 912,9 нм; 0аглом. (ср.) = 536,6 нм).
У агломератов образца 16 наблюдается отчётливо различимая линейная упорядоченность в диагональном относительно микрофотографии направлении. Расстояния между параллельными линиями 1750 - 4000 нм; среднее расстояние 2683,3 нм.
Выводы
1. Покрытия TiOx, полученные с помощью метода реактивного магнетронного напыления с использованием мишеней, подвергшихся обработке плазменной аргоновой очисткой, имеют сходные значения толщины, идентичные степени кристалличности, характер расположения кристаллической и аморфной фаз, а также характер и степень ориентированности нанокристаллов при сравнении с покрытиями, полученными без применения предварительной очистки мишеней и при идентичных прочих параметрах осаждения.
2. Покрытия TiOx, полученные с использованием предварительной очистки мишеней, содержат существенно превосходящее (до 3,7 раз) количество фазы анатаза (высота пика 78) и пониженное (до 2 раз) - рутила (высота пика 19), в сравнении с покрытиями, полученными без предварительной очистки мишеней (анатаз 21, рутил 38).
3. Доля анатаза в кристаллической фазе покрытия одинаково для отравленных мишеней и прошедших очистку плавно растёт с повышением содержания O2 в плазме (при прочих равных параметрах).
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 1
4. Морфология поверхности покрытий TiOx, полученных с использованием «очищенных» мишеней, представлена более крупными кристаллами (37 - 41 нм), но с меньшим диапазоном размеров (37 - 82 нм) по сравнению с покрытиями TiOx, полученными с использованием отравленных мишеней (преобладающий размер 27 - 29 нм; диапазон размеров 27 - 80 нм), при условии равенства прочих параметров.
5. Независимо от применения очистки мишеней, на поверхности покрытия TiOx, помимо стандартных нанокристаллов, также образуются агломераты нанокристаллов, размеры которых существенно превышают (в 2,6 - 11,4 раз) размеры нанокристаллов (7 - 103,7 нм).
6. Для агломератов на поверхности покрытий TiOx, полученных с применением процедуры очистки мишеней, характерны меньшая поверхностная плотность распределения агломератов (0,0592 мкм-2), б0льшая неравномерность распределения агломератов (о = 2069,1 нм), а также б0льшие средний размер (398,0 нм) и диапазон размеров агломератов (83,3 - 912,9 нм).
7. Для агломератов нанокристаллов покрытий TiOx, полученных без использования предварительной очистки мишеней, характерны б0льшая поверхностная плотность распределения агломератов (0,28 мкм-2), меньшая неравномерность распределения агломератов (о = 1015,8 нм), а также меньший средний размер (172,9 нм) и меньший диапазон размеров агломератов (114,7 - 255,0 нм).
Список источников
1. Нарцев В.М., Прохоренков Д.С., Осипенко Н.В., Зайцев С.В., Евтушенко Е.И. Исследование свойств TiOx-покрытий, формируемых с использованием вакуум-плазменных технологий // Фундаментальные исследования. 2012. № 11, ч. 5. С. 1195 - 1200.
2. Нарцев В.М., Аткарская А.Б., Евтушенко Е.И., Ващилин В.С., Прохоренков Д.С., Зайцев С.В. Исследование влияния доли кислорода в плазме на фазовый состав TiOx-покрытий, осажденных магнетронным методом // Огнеупоры и техническая керамика. 2015. № 3. С. 10 - 16.
3. Lu Ch.-Y., Diyatmika W., Lou B.-Sh., Lu Y.-Ch., Duh J.-G., Lee J.-W. Influences of target poisoning on the mechanical properties of TiCrBN thin films grown by a superimposed high power impulse and medium-frequency magnetron sputtering // Surface & Coatings Technology. 2017. Vol. 332. P. 86 - 95.
4. Arif M., Eisenmenger-Sittner C. In situ assessment of target poisoning evolution in magnetron sputtering // Surface & Coatings Technology. 2017. Vol. 324. P. 345 - 352.
5. Liu H., Yang W., Ma Y., Yao J. Extended visible light response of binary ТЮ2-Т2О3 photocatalyst prepared by a photoassisted sol-gel method // Applied Catalysis A: General. 2006. Vol. 299, № 1. P. 218 - 223.
6. Justicia I., Ordejon P., Canto G., Mozos J. L., Fraxedas J., Battiston G. A., Gerbasi R., Figueras A. Designed self-doped titanium oxide thin films for efficient visible-light photocatalysis // Advanced Materials. 2002. Vol. 14, № 19. P. 1399 - 1402.
7. Нарцев В. М., Осипенко Н. В., Зайцев С. В., Василенко М. И., Гончарова Е. Н., Ващилин В. С., Евтушенко Е. И. Исследование оптических свойств и оценка фотокаталитической активности TiOx-покрытий, синтезированных методом магнетронного осаждения // Огнеупоры и техническая керамика. 2013. №10. С. 3 - 8.
8. Wang G., Yin P., Zhao L., Tang H. Studies of the photocatalysis rate increasing using ultrasonic waves in the treatment of wastewater containing paints and dyes // Gongyeshui chuli. 2004. Vol. 24, № 4. P. 42 - 45.
9. Machida M., Norimoto K., Kimura T. Antibacterial activity of photocatalytic titanium dioxide thin films with photodeposit-ed silver on the surface of sanitary ware // Journal of the American Ceramic Society. 2005. Vol. 88, № 1. P. 95 - 100.
10. Jun T., Masayuki S., Yoshinori U., Hiroyuki H. High active photocatalyst particle, method for production thereof and use thereof // Materials Science. 2002. id 139736778.
11. Ohno T., Mitsui T., Matsumura M. TiO2-photocatalyzed oxidation of adamantane in solutions containing oxygen or hydrogen peroxide // Journal of Photochemistry and Photobi-ology A: Chemistry. 2003. Vol. 160, № 1-2. P. 3 - 9.
12. Kawahara T., Konishi Y., Tada H., Tohge N., Nishii J., Ito S. A patterned TiO2(anatase)/TiO2(rutile) bilayer-type photocatalyst: Effect of the anatase/rutile junction on the photo-catalytic activity // Angewandte Chemie International Edition. 2002. Vol. 41, № 15. P. 2811 - 2813.
13. Магнетронное и золь-гель осаждение фотокаталитических покрытий на основе соединений титана: отчёт о НТР / Белгородский гос. технол. ун-т им. В. Г. Шухова; рук. д. т. н. Е. И. Евтушенко; исполн. к. т. н. В. М. Нарцев. Белгород, 2015. 48 с.
14. Нарцев В.М., Аткарская А.Б., Зайцев С.В., Осипенко Н.В., Прохоренков Д.С., Евтушенко Е.И. Эллипсометрия ТЮх-покрытий, осажденных в магнетронной установке с несбалансированной магнитной системой. Влияние концентрации кислорода и дистанции «магнетрон - подложка» // Оптический журнал. 2016. Т. 83, № 4. С. 88 - 94.
15. WangH., Miao J.-J., Zhu J.-M., MaH.-M., Zhu J.-J., Chen H.Y. Mesoporous spherical aggregates of anatase nanocrystals with wormhole-like framework structures: their chemical fabrication, characterization, and photocatalytic performance // Langmuir. 2004. Vol. 20, № 26. P. 11738 - 11747.
16. Линников О. Д. Механизм формирования кристаллического осадка при спонтанной кристаллизации солей из пересыщенных водных растворов // Успехи химии. 2014. Т. 83, № 4. С. 343 - 364.
References
1. Nartsev V.M., Prokhorenkov D.S., Osipenko N.V., Zaitsev S.V., Evtushenko Ye.I. The properties investigation of the TiOx coatings formed using vacuum plasma technologies. Fundamental research. 2012; 11(5):1195-1200. (In Russ.)
2. Nartsev V.M., Atkarskaya A.B., Evtushenko Ye.I., Vashchilin V.S., Prokhorenkov D.S., Zaitsev S.V. Study of the Plasma Oxygen Fraction Influence on the Phase Composition of TiOx Coatings Deposited by Magnetron Sputtering. Refractories and technical ceramics. 2015; (3): 10-16. (In Russ.)
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 1
3. Lu Ch.-Y., Diyatmika W., Lou B.-Sh., Lu Y.-Ch., Duh J.-G., Lee J.-W. Influences of target poisoning on the mechanical properties of TiCrBN thin films grown by a superimposed high power impulse and medium-frequency magnetron sputtering. Surface & Coatings Technology. 2017; (332): 86-95. (In Russ.)
4. Arif M., Eisenmenger-Sittner C. In situ assessment of target poisoning evolution in magnetron sputtering. Surface & Coatings Technology. 2017; (324): 345-352.
5. Liu H., Yang W., Ma Y., Yao J. Extended visible light response of binary TiO2-T2O3 photocatalyst prepared by a photoassisted sol-gel method. Applied Catalysis A: General. 2006; 299 (1): 218-223.
6. Justicia I., Ordejon P., Canto G., Mozos J. L., Fraxedas J., Battiston G. A., Gerbasi R., Figueras A. Designed self-doped titanium oxide thin films for efficient visible-light photocatalysis. Advanced Materials. 2002; 14 (19): 1399-1402.
7. Nartsev V.M., Osipenko N.V., Zaitsev S.V., Vasilenko M.I., Goncharova Ye.N., Vashchilin V.S., Evtushenko Ye.I. The optical properties study and the photocatalytic activity evaluation of TiOx coatings synthesized by magnetron deposition. Refractories and technical ceramics. 2013; (10): 3-8. (In Russ.)
8. Wang G., Yin P., Zhao L., Tang H. Studies of the photocatalysis rate increasing using ultrasonic waves in the treatment of wastewater containing paints and dyes. Gongyeshui chuli. 2004; 24 (4): 42-45.
9. Machida M., Norimoto K., Kimura T. Antibacterial activity of photocatalytic titanium dioxide thin films with photodeposited silver on the surface of sanitary ware. Journal of the American Ceramic Society. 2005; 88 (1): 95-100.
10. Jun T., Masayuki S., Yoshinori U., Hiroyuki H. High active photocatalyst particle, method for production thereof and use thereof. Materials Science. 2002; 139736778.
11. Ohno T., Mitsui T., Matsumura M. TiO2-photocatalyzed oxidation of adamantane in solutions containing oxygen or hydrogen peroxide. Journal of Photochemistry andPhotobiology A: Chemistry. 2003; 160 (1-2): 3-9.
12. Kawahara T., Konishi Y., Tada H., Tohge N., Nishii J., Ito S. A patterned TiO2(anatase)/TiO2(rutile) bilayer-type photocatalyst: Effect of the anatase/rutile junction on the photocatalytic activity. Angewandte Chemie International Edition. 2002; 41 (15): 2811-2813.
13. Nartsev V.M. Magnetron and sol-gel deposition of photocatalytic coatings based on titanium compounds: report on scientific and technological progress. Belgorod: BSTU named after V.G. Shukhov; 2015. 48 p. (In Russ.)
14. Nartsev V.M., Atkarskaya A.B., Zaitsev S.V., Osipenko N.V., Prokhorenkov D.S., Evtushenko Ye.I. Ellipsometry of TiOx coatings deposited in a magnetron installation with an unbalanced magnetic system. Influence of oxygen concentration and magnetron-substrate distance. Optical journal. 2016; 83(4): 88-94. (In Russ.)
15. Wang H., Miao J.-J., Zhu J.-M., Ma H.-M., Zhu J.-J., Chen H. Y. Mesoporous spherical aggregates of anatase nanocrystals with wormhole-like framework structures: their chemical fabrication, characterization, and photocatalytic performance. Langmuir. 2004; 20 (26): 11738-11747.
16. Linnikov O.D. The crystalline precipitate formation mechanism during salts spontaneous crystallization from supersaturated aqueous solutions. Advances in chemistry. 2014; 83(4): 343-364. (In Russ.)
Сведения об авторах
Кривоножко Егор Владимировичя- аспирант, кафедра «Технологии стекла и керамики», kev1_96@mail.ru Ващилин Владимир Сергеевич - канд. биол. наук, доцент, кафедра «Физика», vvs25@yandex.ru Минько Нина Ивановна - д-р техн. наук, профессор, кафедра «Технологии стекла и керамики», minjko_n_i@mail.ru Лазарева Елена Александровна - канд. техн. наук, зав. кафедрой «Дизайн», lazarewa_urgtu@mail.ru
Information about the authors
Krivonozhko Egor V. - Graduate Student, Department «Glass and Ceramics Technologies», kev1_96@mail.ru Vashchilin Vladimir S. - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Department «Physics», vvs25@yandex.ru Min 'ko Nina I.- Doctor of Technical Sciences, Professor, Department «Glass and Ceramics Technologies», minjko_n_i@mail.ru Lazareva Elena A. - Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Head of the Department «Design», lazarewa_urgtu@mail.ru
Статья поступила в редакцию/the article was submitted 11.02.2022; одобрена после рецензирования /approved after reviewing 16.02.2022; принята к публикации /accepted for publication 21.02.2022.
