Термохимические процессы и старение субмикронной пленки вольфрама на поверхности стеклянных микросфер

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Изучены морфологические изменения поверхности и химические превращения, вызванные термическим отжигом и старением пленки вольфрама толщиной 0.05–0.12 мкм, нанесенной методом газофазного осаждения на поверхность стеклянных микросфер. Показано, что особенности термохимических процессов и изменение электрического импеданса пленки вольфрама при старении вызваны в первую очередь образованием гидрата вольфрамовой кислоты и оксидов вольфрама, что сопровождается формированием нанорельефа поверхности пленки. Окисление вольфрама на поверхности натрийсиликатного стекла кислородом начинается при температуре 430°C и сопровождается образованием при температуре 530°C в основном d-WO3, g-WO3 и Na5(W14O44). При температуре 920°C на поверхности стеклосфер образуются локальные зоны тугоплавких вольфрамата и дивольфрамата натрия.

Об авторах

Д. Н. Садовничий

Федеральный центр двойных технологий “Союз”

Email: soyuz@fcdt.ru
Дзержинский, Россия

Ю. М. Милехин

Федеральный центр двойных технологий “Союз”

Дзержинский, Россия

А. А. Коптелов

Федеральный центр двойных технологий “Союз”

Дзержинский, Россия

С. А. Малинин

Федеральный центр двойных технологий “Союз”

Дзержинский, Россия

А. А. Рогозина

Федеральный центр двойных технологий “Союз”

Дзержинский, Россия

К. Ю. Шереметьев

Федеральный центр двойных технологий “Союз”

Дзержинский, Россия

Список литературы

  1. Wang W., Li Q., Li Y. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2009. V. 42 (21). P. 215306. https://doi.org/10.1088/0022-3727/42/21/215306
  2. Трофимов Н.Н., Канович М.З., Карташов Э.М. и др. Физика композиционных материалов. М.: Мир, 2005. Т. 2. 344 с.
  3. Валеев А.С., Красников Г.Я. // Микроэлектроника. 2015. Т. 44. № 3. С. 180. https://doi.org/10.7868/S0544126915030084 [Valeev A.S., Krasnikov G.Y. // Russ. Microelectron. 2015. V. 44. № 3. P. 154. https://doi.org/10.1134/S1063739715030087].
  4. Choi D., Barmak K. // Electron. Mater. Lett. 2017. V. 13. P. 449. https://doi.org/10.1007/s13391-017-1610-5
  5. Зеликман А.Н. Металлургия тугоплавких редких металлов. М.: Металлургия, 1986. 440 с.
  6. Hitchman M.L., Jobson A.D., Kwakman L.F. Tz. // Appl. Surf. Sci. 1989. V. 38 (1–4). P. 312. https://doi.org/10.1016/0169-4332(89)90552-7
  7. Szörényi T., Piglmayer K., Zhang G.Q., Bäuerle D. // Surf. Sci. 1988. V. 202 (3). P. 442. https://doi.org/10.1016/0039-6028(88)90046-5
  8. Creighton J.R., Parmeter J.E. // Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 1993. V. 18 (2). P. 175. https://doi.org/10.1080/10408439308242560
  9. Душик В.В., Рожанский Н.В., Залавутдинов Р.Х. // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2019. № 10. С. 36. https://doi.org/10.1134/S0207352819100093
  10. Wang S., He Y., Liu X. et al. // J. Cryst. Growth. 2011. V. 316 (1). P. 137. https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2010.10.222
  11. Davazoglou D., Moutsakis A., Valamontes V. et al. // J. Electrochem. Soc. 1997. V. 144 (2). P. 595. https://doi.org/10.1149/1.1837453
  12. Velicu L., Tiron V., Porosnicu C. et al. // Appl. Surf. Sci. 2017. V. 424. Part 3. P. 397. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.01.067
  13. Engwalla A.M., Shina S.J., Baeb J., Wang Y.M. // Surf. Coat. Technol. 2019. V. 363. P. 191. https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2019.02.055
  14. Томаев В.В., Сохович Е.В., Мякин С.В. и др. // Физика и химия стекла. 2022. Т. 48. № 1. С. 85. https://doi.org/10.31857/S0132665122010152
  15. Dellasega D., Bollani M., Anzi L. et. al. // Thin Solid Films. 2018. V. 666. P. 121. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2018.09.042
  16. Chookajorn T., Murdoch H.A., Schuh C.A. // Science. 2012. V. 337. P. 951. https://doi.org/10.1126/science.1224737
  17. Liu J., Barmak K. // Acta Mater. 2016. V. 104. P. 223. https://doi.org/10.1016/j.actamat.2015.11.049
  18. Spanu D., Recchia S., Schmuki P., Altomare M. // Phys. Status Solidi RRL. 2020. V. 14. P. 2000235. https://doi.org/10.1002/pssr.202000235
  19. Wang C., He Y.H., Hou L.Z. // Nano. 2013. V. 08 (01). P. 1350010. https://doi.org/10.1142/S1793292013500100
  20. Костомаров Д.В. // Кристаллография. 2016. Т. 61. № 2. С. 311.
  21. Donaldson O.K., Hattar K., Kaub T. et al. // J. Mater. Res. 2018. V. 33. P. 68. https://doi.org/10.1557/jmr.2017.296
  22. Lillard R.S., Kanner G.S., Butt D.P. // J. Electrochem. Soc. 1998. V. 145 (8). P. 2718. https://doi.org/10.1149/1.1838704
  23. Anik M., Osseo-Asare K. // J. Electrochem. Soc. 2002. V. 149 (6). P. B224. https://doi.org/10.1149/1.1471544.
  24. Калинчак В.В., Орловская С.Г., Грызунова Т.В. // Теплофизика высоких температур. 2003. Т. 41. № 3. С. 465. [Kalinchak V.V., Orlovskaya S.G., Gryzunova T.V. // High Temp. 2003. V. 41. P. 408. https://doi.org/10.1023/A:1024255030006].
  25. Громов А.А., Квон Я.С., Ильин А.П., Верещагин В.И. // Журн. физ. химии. 2004. Т. 78. № 9. С. 1698. [Gromov A.A., Il’in A.P., Vereshchagin V.I., Kwon Y.S. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2004. V. 78 (9). С. 1484].
  26. Nowak C., Kirchheim R., Schmitz G. // Appl. Phys. Lett. 2006. V. 89. P. 143104. https://doi.org/10.1063/1.2358203
  27. You G.F., John T.L. // J. Appl. Phys. 2010. V. 108, P. 094312. https://doi.org/10.1063/1.3504248
  28. Mokrushin V.V., Tsarev M.V., Korshunov K.V. et al. // Int. J. Self-Propag. High-Temp. Synth. 2014. V. 23 (1). P. 26. https://doi.org/10.3103/S1061386214010099
  29. Novocontrol Technologies GmbH & Co. KG, WinDETA 5.84, Owner’s Manual.
  30. Chen S., Wang J., Wu R. et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2021. V. 90 (10). P. 66. https://doi.org/10.1016/j.jmst.2021.02.027
  31. Liu J., Barmak K. // Acta Mater. 2016. V. 104. P. 223. http://dx.doi.org/10.1016/j.actamat.2015.11.049
  32. Киреев В.А. Методы практических расчетов в термодинамике химических реакций. М.: Химия, 1975. 536 с.
  33. Мотт H., Дэвис Э. Электронные процессы в некристаллических материалах. / Пер с англ. Под ред. Б.Т. Коломийца. М.: МИР, 1978. 472 с. [Mott N.F., Davis E.A. Electronic processes in non-crystalline materials. Oxford: Clarendon Press, 1971].
  34. Зеликман А.Н., Никитина Л.С. Вольфрам. М.: Металлургия, 1978. 272 с.
  35. Sun H.L., Song Z.X., Guo D.G. et al. // J. Mater. Sci. Technol. 2010. V. 26 (1). P. 87. https://doi.org/10.1016/S1005-0302(10)60014-X
  36. Zheng H., Ou J.Z., Strano M.S. et al. // Adv. Funct. Mater. 2011. V. 21 (12). P. 2175. https://doi.org/10.1002/adfm.201002477
  37. Bandi S., Srivastav A.K. // J. Mater. Sci. 2021. V. 56. P. 6615. https://doi.org/10.1007/s10853-020-05757-2
  38. Yao Y., Sang D., Duan S. et al. // Nanotechnology. 2021. V. 32. P. 332501.
  39. Cheng H., Klapproth M., Sagaltchik A. et al. // J. Mater. Chem. A. 2018. V. 6. P. 2249. https://doi.org /10.1039/C7TA09579A
  40. Жужельский Д.В., Ялда К.Д., Спиридонов В.Н. и др. // Журн. общ. химии. 2018. Т. 88. № 3. С. 493. [Zhuzhel’skii D.V., Yalda K.D., Spiridonov V.N. et al. // Russ. J. Gen. Chem. 2018. V. 88 (3). P. 520. https://doi.org /10.1134/S1070363218030209].
  41. Zhuiykov S., Kats E., Carey B., Balendhran S. // Nanoscale. 2014. V. 6. P. 15029. https://doi.org/10.1039/c4nr05008h
  42. Yang H., Suna H., Lia Q. et al. // Vacuum. 2019. V. 164. P. 411. http://doi.org/10.1016/j.vacuum.2019.03.053
  43. Козюхин С.А., Бедин С.А., Рудаковская П.Г. и др. // Физика и техника полупроводников. 2018. Т. 52. № 7. С. 745. https://doi.org/10.21883/FTP.2018.07.46046.8719 [Kozyukhin S.A., Rudakovskaya P.G., Ivanova O.S et al. // Semiconductors. 2018. V. 52 (7). P. 885. https://doi.org/10.1134/S1063782618070114].
  44. Химическая энциклопедия. М.: Издательство “Советская энциклопедия”, 1988. Т. 1. С. 418.
  45. Третьяков Ю.Д., Мартыненко Л.И., Григорьев А.Н., Цивадзе А.Ю. Неорганическая химия. Химия элементов: Учебник в двух томах. Т. 1. М.: Изд-во МГУ; ИКЦ “Академкнига”, 2007. 537 с.
  46. Костомаров Д.В., Багдасаров Х.С., Антонов Е.В. // Докл. академии наук. 2012. Т. 446. № 4. С. 407.
  47. Костомаров Д.В., Багдасаров Х.С., Антонов Е.В. // Там же. 2012. Т. 442. № 5. С. 631.
  48. Казенас Е.К., Цветков Ю.В., Астахова Г.К. и др. // Физика и химия обработки материалов. 2020. № 4. С. 80. https://doi.org/10.30791/0015-3214-2020-4-80-84
  49. Лопатин С.И. // Журн. общ. химии. 2007. Т. 77. Вып. 11. С. 1761. [Lopatin S.I. // Russ. J. Gen. Chem. 2007. V. 77 (11). P. 1823. https://doi.org/10.1134/S1070363207110011]
  50. Садовничий Д.Н., Милехин Ю.М., Казаков Е.Д. и др. // Изв. Академии наук. Серия химическая. 2023. Т. 72. № 9. С. 2048. [Sadovnichii D.N., Milekhin Yu.M., Kazakov E.D. et al. // Russ. Chem. Bull. 2023. V. 72 (9). P. 2048. https://doi.org/10.1007/s11172-023-3999-3].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML

© Российская академия наук, 2025