Презентация Магнетронно-лазерное осаждение диэлектрических покрытий с наноразмерными металлическими частицами онлайн

Содержание слайда: Магнетронно-лазерное осаждение диэлектрических покрытий с наноразмерными металлическими частицами Материал к лабораторному практикуму .

Содержание слайда: Наночастицы в твердотельных матрицах

Содержание слайда: Поверхностный плазмонный резонанс (ППР) Под действием переменного электрического поля светового луча электроны проводимости смещаются и, если размеры частицы меньше длины волны излучения, то образуется диполь (поверхностный плазмон), колеблющийся с частотой воздействующего электрического поля. Если частота падающего света совпадает с собственной частотой колебаний электронов проводимости вблизи поверхности частицы, то наблюдается резонансное поглощение и рассеяние света, называемое ППР.

Содержание слайда: Наночастицы Ag Наночастицы Ag могут быть использованы для модификации традиционных и создания новых материалов, покрытий, дезинфицирующих и моющих средств (в том числе зубных и чистящих паст, стиральных порошков, мыла), косметики. Коллоидное серебро является безопасным и самым мощным для организма человека натуральным антисептиком, подавляющим более 700 видов болезнетворных микроорганизмов, среди которых стафилококки, стрептококки, бактерии дизентерии, брюшного тифа и др.

Содержание слайда: Принцип лазерно-плазменного осаждения. Стадии осаждения: 1-эрозия материала мишени и образование плазмы. 2- расширение (разлет) плазмы. 3- осаждение частиц эрозионного факела на подложку. 4- рост пленки. Диапазон плотности мощности от 10*7 до 10*10 Вт/см2. Типичные значения параметров плазмы для этого диапазона: температура (0,4–1,5) эВ, электронная плотность (10*14–10*18)см-3, скорость разлета до (0,1–1) км/с.

Содержание слайда: Лазер LS-2134D. Частотный двухимпульсный лазер на АИГ:Nd3 с модуляцией добротности и длинной волны 1064 нм и 532 нм. Параметры лазера Энергия импульса накачки <= 30 Дж Энергия импульса излучения: 1064 нм >= 200, 532 нм>= 110 мДж Частота повторения импульсов 1-10 Гц Длительность импульса (по уровню 0,5) <= 12 нс Диаметр пучка лазерного излучения <= 6,3 мм Поляризация: Линейная

Содержание слайда: Сканер лазерного излучения В секции «Moveto» задаются координаты граничных условий начала и конца сканирования. Границы устанавливаются в соответствии с размером мишени.

Содержание слайда: Фотографии эрозионного факела (а – 10*-3 Па, б – 10*2 Па). Участок спектра лазерной плазмы Ti.

Содержание слайда: Управление свойствами лазерной плазмы Влияние задержки между импульсами при двухимпульсном режиме генерации

Содержание слайда: Управление свойствами лазерной плазмы. (ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ СПЕКТРАЛЬНЫХ ЛИНИЙ ПЛАЗМЫ)

Содержание слайда: Магнетронное осаждение Осаждение происходит из атомных и молекулярных потоков

Содержание слайда:

Содержание слайда:

Содержание слайда: Участок спектра магнетронного разряда

Содержание слайда: Неустойчивость процессов магнетронного осаждения пленок химических соединений. Точка М1 есть состояние неустойчивого равновесия. Отключение обратной связи приводит к самопроизвольному переходу системы в одно из устойчивых состояний: в точку М2 или в точку М3.

Содержание слайда: Алгоритмы оптического управления расходом реактивного газа g при осаждении пленок оксидов (например, TiO2), нитридов и др.

Содержание слайда: Системы оптического управления расходами рабочих газов

Содержание слайда: СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ РАСХОДОМ ГАЗОВ И КОНТРОЛЯ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ PPC 1000

Содержание слайда: Технические данные системы Датчики системы: спектрометр S100 (рабочий спектральный диапазон от 200 до 1100 нм, спектральное разрешение не хуже 1,0 нм, время регистрации спектра от 7 мс), а также оптические датчики, вакуумметры (датчики давления), датчики напряжения и тока. Исполнительные устройства: натекатели, клапана, управляющие входы источников питания. Программа компьютера системы позволяет: реализовать одно- и многоканальные алгоритмы оптического управления; выводить спектр излучения на экран монитора, формировать управляющие, контрольные и др. сигналы путем выбора участков спектра; контролировать наличие примесей (воздуха, паров масла, паров воды) с чувствительностью 10-4 - 10-5 Па.

Содержание слайда: Главное окно программы

Содержание слайда: Окно «Спектр»

Содержание слайда: Окно «Спектр».Установка спектральных участков для управления расходом реактивного газа

Содержание слайда: Комбинированное магнетронно-лазерное осаждение Расширить возможности вакуумных технологий можно путем их совмещения. Совмещение магнетронного распыления и эрозионного лазерного осаждения - это формирование покрытий одновременно с помощью двух плазменных потоков, которые существенно отличаются: по энергетике и плотности частиц, по временным характеристикам воздействия на подложку, по возможности осаждения покрытий с нано- и микроразмерными включениями.

Содержание слайда: ИЗВЕСТНЫЕ ПРИМЕНЕНИЯ МАГНЕТРОННО-ЛАЗЕРНОГО ОСАЖДЕНИЯ металлокерамические структуры типа Ti-TixCy, пленки SiCx, TiC, TiCN, алмазоподобные углеродные пленки. Voevodin A.A., Hu J.J., Fitz T.A., Zabinski J.S. // Surf. Coat. Technol. – 2001. – 146‑147. – P.351. Voevodin A.A., Fitz T.A., Hu J.J., Zabinski J.S. // J. Vac. Sci. Technol. A. – 2002. – 20. – P.1434. Jones J.G., Voevodin A.A. // Surf. Coat. Technol. – 2004. – 184. – P.1. Jelinek M., Kocourek T., Zemek J., Novotný M., Kadlec J. // Appl. Phys. A. – 2008. – 93. – P.633. Нанокомпозитные покрытия YSZ (ZrO2:Y2O3) с Ag и Mo для улучшения механических свойств. Muratore C., Voevodin A.A. // Surf. Coat. Technol. – 2005. – 200 – P.1549- 1554.

Содержание слайда:

Содержание слайда: Влияние лазерной плазмы на магнетронный разряд. Осциллограммы тока и напряжения магнетронного разряда при однократном воздействии лазерного излучения (а) и в частотном режиме генерации (б). ( Частота 5 Гц, W=3 ГВт/см2 )

Содержание слайда: Участок спектра магнетронного разряда (1), лазерной (2) и комбинированной плазмы (3). (Ar 0,5 Па, плотность мощности 5,8 ГВт/см2). Iкомб./Iлаз.+Iмагн.: Ar (2 – 4), TiI(1,5 – 2,5), TiII(1,2 – 1,6)

Содержание слайда: Возникновение несамостоятельного магнетронного разряда в парах материала катода Осциллограммы тока (1) и напряжения (2) магнетрона, свечения лазерной плазмы (3) при воздействии на катод магнетрона лазерного импульса 5,2 ГВт/см2 . Остаточная атмосфера, p = 0,001 Па. Напряжение и ток разряда соответствуют давлению аргона 0,5 Па.

Содержание слайда: РЭМ изображение поверхности пленки, полученной комбинированным осаждением TiO2 + Ti

Содержание слайда:

Содержание слайда: 3D АСМ изображение поверхности пленок

Содержание слайда:

Содержание слайда: 3D АСМ изображение поверхности пленок с царапиной Определение толщины

Содержание слайда: Оптические характеристики

Содержание слайда: 3D АСМ изображения поверхностей пленки Ag, полученной лазерной эрозией (а) и пленки TiO2 + Ag , полученной комбинированным способом (б). Подложка Si

Содержание слайда: Сравнительные оптические характеристики пленок TiO2 + Ti и TiO2 + Ag

Содержание слайда: Сравнительные оптические характеристики пленок TiO2 + Ti и TiO2 + Ag

Содержание слайда: РЭМ изображение участка поверхности пленки TiO2 + Ag на Si подложке. ______________________ Элементный состав поверхности по линии на РЭМ изображении. ______ Si ______ Ag ______ O ______ Ti Состав (в Вес.%) определен методом рентгеноспектрального микроанализа

Содержание слайда: Лазерное формирование коллоидных растворов наночастиц Ag

Содержание слайда: ФИНИШ

Содержание слайда: Оптические характеристики