CC BY
55
7. Abrukov V.S., Malinin G.I., Volkov M.E. et al. Application of artificial neural networks for creation of «black box» models of energetic materials combustion // Advancements in Energetic Materials and Chemical Propulsion / Ed. by K.K. Kuo, K. Hori. Connecticut: Begell House Inc. of Redding, 2009. P. 377-386.
8. Abrukov V.S., Schetinin V.G., Troeshestova D.A., Deltsov P.V. Perspectives for Decision of Some Hy-drodynamical Problems by Neural Networks Models and Methods // Proceedings of the International Summer Scientific School «High Speed Hydrodynamics» / Ed. by G.G. Cherny, M.P. Tulin, A.G. Terentiev, V.V. Serebryakov. Washington; Cheboksary, 2002. P. 391-394.
9. Abrukov V.S., Troeshestova D.A., Pavlov R.A., Ivanov P.V. Artificial Neural Networks and Inverse Problems of Optical Diagnostics // Proceedings of the 6th International Conference on Intelligent System Design and Applications. Jinan. China. 2006, October 16-18. Jinan, 2006. P. 850-855.
10. Abrukov V.S., Troeshestova D.A., Chernov A.S. et al. Application of Artificial Neural Networks for Solution of Scientific and Applied Problems for Combustion of Energetic Materials // Advancements in Energetic Materials and Chemical Propulsion / Ed. by K.K. Kuo, J.D. Rivera. Connecticut: Begell House Inc. of Redding, 2007. P. 268-283.
АБРУКОВ ВИКТОР СЕРГЕЕВИЧ. См. с. 183.
КАРЛОВИЧ ЕЛЕНА ВАЛЕРЬЕВНА - аспирантка кафедры теплофизики, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (lenka-buzuluk@yandex.ru).
KARLOVICH ELENA VALERYEVNA - post-graduate student of Thermal Physics Department, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
ИВАНОВ АЛЕКСЕЙ ГЕОРГИЕВИЧ - студент IV курса, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (kain8924@bk.ru)
IVANOV ALEKSEY GERGIEVICH - student, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
УДК 538.97; 539.216.2; 539.23
А.И. ВАСИЛЬЕВ, В. Д. КОЧАКОВ
ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА МЕТАЛЛОУГЛЕРОДНЫХ ПЛЕНОК*
Ключевые слова: металлоуглеродные пленки, углерод в состоянии Sp1, электроника, оптоэлектроника.
Представлены результаты исследования модифицированных металлами пленок линейноцепочечного углерода (ЛЦУ) путем их термической обработки при температуре 450°С. Показано, что отжиг приводит к изменению оптических и электрофизических характеристик металлоуглеродных пленок, которые могут найти применение для изготовления пассивных и активных элементов электроники и оптоэлектроники.
A.I. VASILYEV, V.D. KOCHACOV EFFECT OF ANNEALING ON THE PHYSICAL PROPERTIES OF THE METALCARBONIC FILMS
Key words: metal carbonic film, carbon in the state of Sp1, electronics, optoelectronics.
The results of research of modified metal films linear-chain carbon (LCC) by their thermal treatment at the temperature 450°С. It is shown that annealing leads to a change in the optical and electrophysical characteristics of metal carbonic films, which can be used for the production of passive and active elements electronics and optoelectronics.
Синтез металлоуглеродных пленок осуществлялся путем нанесения в вакууме на стекло, керамику, кремний слоя металла, на поверхность которого ионно-плазменным методом синтезировался слой линейно-цепочечного углерода (ЛЦУ) в состоянии Sp . Далее система отжигалась при температуре 450°С в атмосфере воздуха в печи марки МИМП-ВМ. Подробное описание технологии перевода пространственно разделенных пленок системы металл-ЛЦУ в двухфаз-
ный пленочный материал дано в ранних работах [1-4]. В данной статье мы представим изменения физических характеристик пленочных металлоуглеродных материалов, возникающих после термической обработки.
На рис. 1 приведены спектры пропускания системы Те-ЛЦУ до и после отжига. Пленки наносились на покровные стекла толщиной 170 мкм. Спектры получены на спектрофотометре Lambda 25 в диапазоне 200-1000 нм.
а
б
Рис. 1. Спектр пропускания системы Те-ЛЦУ до (а) и после отжига (б)
Из рис. 1 видно, что термообработка приводит к глубокому изменению в структуре системы Те-ЛЦУ, которое обусловлено внедрением углеродного материала в металл. Поскольку теллур не является карбидообразующим металлом, внедрение атомов металла в межцепочечное пространство может происходить без химического взаимодействия (интеркалирование) или происходить с разрывом п-связи, что может закончиться реакцией присоединения. И в первом, и во втором случае мы должны получить металлсодержащую модифицированную углеродную пленку с новыми свойствами. Для теллура второй путь более вероятен, поскольку исследование модифицированной пленки методом РФЭ спектроскопии показало, что атомы теллура присоединяются к поликумуленовой цепочке углерода через кислород по схеме С - О - М и С - О - О - М, где М - металл. Высокая прозрачность полученного материала свидетельствует об отсутствии свободных электронов, т.е. пленка является диэлектриком, что и подтвердили электрические измерения.
Следующий пример взят из области термометрии. Был изготовлен термоэлемент, две ветви которого состояли из кадмия и теллура. Зависимость ЭДС от температуры представлена на рис. 2 и указана цифрой 1.
Серия экспериментов была выполнена с применением в качестве подложки пластин кремния с собственной проводимостью. На поверхности
кремния в вакууме термическим испарением формировался слой кадмия с последующим синтезом пленки ЛЦУ. Система имела диодную характеристику и не проявляла светочувствительных свойств. Однако термообработка при 450°С привела к появлению фотоактивности, что и показано на рис. 3.
0,010-,
0,008-
0,006-
0,004-
0,002-
0,000-
0 20 40 60 80 °С
Рис. 2. Зависимость термо-ЭДС от температуры системы Сіі-ЛЦУ-Те
0,0040
0,0035
0,0030
0,0025
0,0020
0,0015
0,0010
0,0005
0,0000
-0,0005
1(А)
8І+СЬ+1000А ЛЦУ
—■ — темновои —•— освещенный
-6 -4 -2 0 2 4
Рис. 3. Фотоактивность системы Бі-Сіі-ЛЦУ после отжига
Активность пленки ЛЦУ была использована при создании сенсора влажности, который представляет собой электролитическую ячейку с электродами из пленок серебра и олова, сформированными на поверхности керамической пластины с зазором в 1 мм.
Сверху вся система закрыта пленкой ЛЦУ.
Для испытания сенсора влажности на дно чашки Петри положили бумажный фильтр, смоченный дистиллированной водой, в ней поместили сенсор, как показано на рис. 4.
Пленка адсорбированной воды на поверхности сенсора играет роль электролита.
Как видно из рис. 4, отжиг и в этом случае приводит к усилению чувствительности сенсора. Показание сенсора (1) равно 34,7 мВ, а показание сенсора (2) - 138,6 мВ при одном и том же давлении насыщенных паров воды.
Из результатов, представленных в данном сообщении, следует вывод о высокой активности пленок линейно-цепочечного углерода при тепловом взаимодействии с пленками металлов.
Литература
1. Кочаков В.Д., Новиков Н.Д. Углеродная электроника // Вестник Чувашского университета. 2007. № 2.С. 20-25.
2. Кочаков В.Д., Новиков Н.Д. Интеркалирование серебра в пленку линейно-цепочечного углерода // Вестник Чувашского университета. 2007. № 2. С. 25-28.
Рис. 4. Схема эксперимента по измерению влажности:
- до отжига; 2 - после отжига
V
6
3. Кочаков В.Д., Новиков Н.Д., Яблоков М.Ю., Ерёмкин А.В., Васильев А.И. Снособ модификации металлами пленок углерода в Sp1 состоянии // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2009. № 12. С. 11-15.
4. Кочаков В.Д., Новиков Н.Д., Яблоков М.Ю., Ерёмкин А.В., Васильев А.И. Металлоуглеродные системы на основе углерода в состоянии Sp1 // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2009. №> 12. С. 15-18.
ВАСИЛЬЕВ АЛЕКСЕЙ ИВАНОВИЧ - аспирант кафедры теплофизики, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (ljosha@mail.ru).
VASILYEV ALEKSEI IVANOVICH - post-graduate student of Thermal Physics Department, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
КОЧАКОВ ВАЛЕРИЙ ДАНИЛОВИЧ - профессор кафедры теплофизики, Чувашский государственный университет, Россия, Чебоксары (kocherishca@mail.ru).
KOCHAKOV VALERY DANILOVICH - professor of Thermal Physics Department, Chuvash State University, Russia, Cheboksary.
УДК 004.08
В.Д. КОЧАКОВ, А.И. ВАСИЛЬЕВ НА ПУТИ К ТЕРАБИТНОЙ ПАМЯТИ*
Ключевые слова: информация, линейно-цепочечный углерод, жесткие диски.
Рассмотрена перспектива использования уникальных свойств пленок линейно-цепочечного углерода для создания долговременной памяти с высокой плотностью.
V.D. KOCHAKOV, A.I. VASILYEV ON THE WAY TO ТЕРРАБИТНОЙ MEMORIES Key words: information, linearly-chained carbon, hard disks.
In the given work the prospect of use of unique properties of films of linearly-chained carbon for creation of long-term memory with high density is considered.
Разработкой технологических методов сверхплотной записи информации для запоминающих устройств на молекулярных электронных носителях памяти занимаются все ведущие лаборатории мира. Одно из направлений записи и считывания основано на применение принципа сканирующих зондовых микроскопов. В основном работа ведется по поиску материала, допускающего сверхплотную запись информации. Исследователи из Калифорнийского университета в Беркли и Массачусетского университета в Амхерсте предлагают использовать высокоорганизованные структуры, сформированные блочными полимерами, которые могут быть использованы для изготовления жестких дисков с емкостью до 10 терабит информации на квадратный дюйм. Результаты этой работы опубликованы в журнале Science [3]. На рис. 1 представлено изображение поверхности пленки из сополимера с цилиндрическими включениями, полученными путем самоорганизации.
В межвузовской лаборатории (МГУ и Чув.ГУ) ионно-плазменным методом синтезирован линейно-цепочечный углерод в Sp1-состоянии в виде пленочного материала. Пленки линейно-цепочечного углерода (ЛЦУ) состоят из поликуму-леновых цепей, ориентированных перпендикулярно поверхности подложки, которые расположены на расстоянии ~ 5 А и связаны между собой силами Ван-дер-Ваальса. Такая структура обладает уникальной электрической анизотропией. Вдоль цепочек проводимость металлическая, а перпендикулярно им вещество ведет себя как диаэлектрик.
