Введение к работе
Актуальность работы
Создание материалов со специальными, наперед заданными свойствами одна из важнейших практических задач. Поэтому активно развивающийся синтез тонких многослойных пленок стимулировал изучение их физических свойств. Тонкие пленки широко используются в микроэлектронике, криогенной технике, оптоэлектронике, космической, атомной и других отраслях промышленности. Многие аспекты использования тонких пленок связаны со спецификой их свойств, существенно отличающихся от характеристик тех же материалов в обычном состоянии. Однако структурные особенности тонких пленок (прежде всего многослойных) создают в ряде случаев технологические трудности, возникающие вследствие нестабильности свойств со временем, недостаточной их воспроизводимости и т.п.
Неполная физическая обоснованность некоторых явлений, связанных с ростом и формированием структуры тонких пленок является тормозом на пути развития одного из важных направлений физики твердого тела - физики тонких пленок.
Наиболее интересно исследование многослойных пленок, поскольку их физические свойства зависят не только от типа напыляемых металлов и толщины слоев, но и от технологических режимов их получения. Здесь существенным является возникновение неравновесности: фазовой, структурной и субструктурной. Эти обстоятельства уже явились побудительным мотивом изучения фазового состава и установления наиболее общих закономерностей взаимодействия металлов различных типов. Однако имеющаяся информация о структуре тонких многослойных пленок пока не систематизирована.
Палладий и сплавы на его основе, вследствие их высокой во-дородопроницаемости, широко используются для получения сверхчистого водорода из газовых смесей, а также разделения изотопов водорода. Однако в процессе эксплуатации палладий под воздействием водорода теряет прочность и пластичность, поэтому вопросы исследования структуры тонких пленок Pd и
Pd/Fe под воздействием на них водорода представляют собой свой особый интерес.
Цель и задачи исследований
Цель работы — изучение с помощью дифракционных рентгеновских методов структуры многослойных пленок, полученных напылением в разряде Пеннинга, и ее устойчивости по отношению к возмущающим факторам. В качестве исходных компонентов при напылении использовались палладий и железо, в качестве основных возмущающих факторов — дефектная структура, возникающая при напылении, и электрохимическое насыщение водородом.
Основные задачи исследования: изучение особенностей дефектной структуры палладиевых пленок толщиной 4000-13000 А и ее изменения под воздействием водорода, структурного упорядочения и влияния воздействия водородом на дефектно-структурные состояния в многослойных пленках Pd/Fe.
Научная новизна и практическая ценность работы
Впервые проведены рентгеноструктурные исследования многослойных пленок Pd/Fe, полученных в разряде Пеннинга.
Проанализированы характер неравновесности структуры и ее дефектность в зависимости от соотношения концентраций компонентов в пленке и толщины слоев. Изучен фазовый состав пленок.
Исследованы структурные изменения в пленках Pd и Pd/Fe, происходящие при наводораживании. Установлен факт резкого замедления процессов аор превращения за счет возникновения на стадии формирования пленок упругих напряжений и дислокационных стенок с образованием комплексов водород-дефекты.
Установлено, что релаксация насыщенных-водородом неравновесных многослойных пленок Pd/Fe идет через ряд диссипа-тивных дефектно-структурных состояний, характер которых зависит от состава пленок, толщины слоев Pd и Fe, особенностей дефектной структуры и фазового состава.
