Исследование способа термоэмиссионного распыления для создания тонкопленочных покрытий из металлов для работы сканирующего туннельного микроскопа в открытом космосе

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Исследованы тонкопленочные покрытия, образующиеся при термоэмиссионном распылении ряда металлов и сплавов в вакуумной камере в условиях вакуума, приближенного по параметрам к космическому вакууму на орбитах созданного в России первого в мире космического сканирующего туннельного микроскопа, исполненного в виде спутника Земли с автономным питанием и запущенного летом 2023 года в целях набора статистики по размерам и плотности микро- и наночастичек пыли и метеоритов на орбитах Земли. Ввиду отсутствия ранее научного интереса к напылениям в невысоком вакууме из-за плохой чистоты полученных покрытий новые данные по покрытиям являются уникальными и востребованными ввиду необходимости наличия проводимости поверхности наблюдаемых в сканирующем туннельном микроскопе объектов. Сделаны выводы о применимости некоторых металлов и сплавов к напылению для работы сканирующего туннельного микроскопа в космосе.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Б. А. Логинов

Национальный исследовательский университет МИЭТ;
Образовательный центр "Сириус"

Автор, ответственный за переписку.
Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5081-1424
Россия, Зеленоград; федеральная территория "Сириус"

Ю. В. Хрипунов

Образовательный центр "Сириус"; Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-2250-0420
Россия, федеральная территория "Сириус"; Орел

М. А. Щербина

Образовательный центр "Сириус"; Орловский государственный университет имени И.С. Тургенева

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-8873-4986
Россия, федеральная территория "Сириус"; Орел

А. О. Вьюник

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-8743-9013
Россия, федеральная территория "Сириус"

В. Д. Дмитриева

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-8784-4815
Россия, федеральная территория "Сириус"

А. А. Дьякова

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-8289-1065
Россия, федеральная территория "Сириус"

М. К. Лебедева

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0001-9070-3505
Россия, федеральная территория "Сириус"

В. С. Макеев

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-3503-0078
Россия, федеральная территория "Сириус"

А. Р. Первых

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0008-8348-3111
Россия, федеральная территория "Сириус"

Д. С. Шевченко

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0009-0009-8866-0268
Россия, федеральная территория "Сириус"

С. Д. Ханин

Образовательный центр "Сириус"

Email: b-loginov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8316-0362
Россия, федеральная территория "Сириус"

Список литературы

  1. Беспалов В.А., Логинов Б.А., Новиков Л.С., Никитушкина О.Н. Исследование ударной микроструктуры на поверхности медной пластины, экспонировавшейся в открытом космосе // Физика и xимия обработки материалов. 2008. № 2. С. 28–31.
  2. Логинов Б.А. Первый в мире сканирующий зондовый микроскоп в виде спутника как старт этапа научных спутников-лабораторий // НАНОИНДУСТРИЯ. 2021. № 5. С. 22–26.
  3. Логинов Б.А. Комплекс зондовой микроскопии для работы в космическом пространстве и атмосфере, Патент на изобретение 2778278 C1, 17.08.2022, Заявка № 2021128836 от 04.10.2021.
  4. Электронный источник: Получены снимки с первого в мире спутникового сканирующего зондового микроскопа (дата обращения: 20.09.2023), ссылка: https://nauka.tass.ru/nauka/18422659.
  5. Логинов Б.А., Логинов П.Б., Логинов В.Б., Логинов А.Б. Зондовая микроскопия: применения и рекомендации по разработке // НАНОИНДУСТРИЯ. 2019. Т. 12, № 6(92). C. 352–365.
  6. Копылов П.Г., Логинов Б.А., Исмагилов Р.Р., Образцов А.Н. Алмазные монокристаллические зонды для атомно-силовой микроскопии // Приборы и техника эксперимента. 2010. № 4. С. 156–162.
  7. Obraztsov A.N., Kopylov P.G., Dolganov M.A., Ismagilov R.R., Loginov B.A., Savenko N.V. Single-crystal diamond probes for scanning probe microscopy // Review of Scientific Instruments. 2010. V. 81, no. 1. P. 013703.
  8. Носов А.П., Грибов И.В., Данилов С.Е., Дубинин С.С., Марченкова Е.Б., Немытова О.В., Обухов С.И., Логинов Б.А., Беспалов В.А. Магнитные и транспортные свойства тонких пленок NI-MN-GA полученных магнетронным распылением // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2017. № 2–2. С. 175–178.
  9. Loginov A.B., Ismagilov R.R., Obraztsov A.N., Bozhev I.V., Bokova-Sirosh S.N., Obraztsova E.D., Loginov B.A. Few-layer graphene formation by carbon deposition on polycrystalline Ni surface // Applied Surface Science. 2019. V. 494. PP. 1030–1035.
  10. Логинов А.Б., Божьев И.В., Бокова-Сирош С.Н., Образцова Е.Д., Исмагилов Р.Р., Логинов Б.А., Образцов А.Н. Формирование графена на поликристаллическом никеле // Журнал технической физики. 2019. Т. 89. № 11. С. 1756–1762.
  11. Komarov N.S., Shevlyuga V.M., Loginov B.A., Andryushechkin B.A. Chlorine Adsorption on the Ag(110) Surface: STM and DFT Study J. Phys. Chem. C. 2023. No. 127. PP. 2266−2273.
  12. Loginov A.B., Ismagilov R.R., Bokova-Sirosh S.N., Bozhev I.V., Obraztsova E.D., Loginov B.A., Obraztsov A.N. Formation of nanostructured films based on MoS2, WS2, MoO2 and their heterostructures // Technical Physics. V. 92. No. 13. P. 2078.
  13. Электронный источник: Сайт АО "Завод ПРОТОН" (дата обращения: 20.09.2023), ссылка: http://www.z-proton.ru.
  14. Электронный источник: Микроскопы АО "Завод ПРОТОН" (дата обращения: 20.09.2023), ссылка: http://www.microscopy.su.
  15. Логинов А.Б., Исмагилов Р.Р., Бокова-Сирош С.Н., Божьев И.В., Образцова Е.Д., Логинов Б.А., Образцов А.Н. Формирование наноструктурированных пленок MoS2, WS2, MoO2 и гетероструктур на их основе // Журнал технической физики. 2021. Т. 91, № 10. С. 1509–1516.
  16. Fomin L.A., Malikov I.V., Berezin V.A., Chernykh A.V., Loginov A.B., Loginov B.A. Probe Microscopy and Electron-Transport Properties of Thin Mo Epitaxial Films on Sapphire // Technical Physics. 2020. V. 65. PP. 1748–1754.
  17. Фомин Л.А., Маликов И.В., Березин В.А., Рассадин А.Э., Логинов А.Б., Логинов Б.А. Сравнение СТМ и АСМ измерений тонких пленок Mо с моделью Кардана – Паризи – Жанга // Журнал технической физики. 2021. Т. 91, № 10. С. 1466–1473.
  18. Фомин Л.А., Маликов И.В., Березин В.А., Черных А.В., Логинов А.Б., Логинов Б.А. Зондовая микроскопия и электронно-транспортные свойства тонких эпитаксиальных пленок Мо на сапфире // Журнал технической физики. 2020. Т. 90, № 11. С. 1830–1837.
  19. Электронный источник: Мир накопителей, как мы его знали, подходит к концу. SSD, HDD и магнитные ленты заменит керамическая память (дата обращения: 20.09.2023), ссылка: https://www.cnews.ru/news/top/2023-09-11_miru_nakopitelejkakim_my.
  20. Loginov A.B., Fedotov P.V., Bokova-Sirosh S.N., Sapkov I.V., Chmelenin D.N., Ismagilov R.R., Obraztsova E.D., Loginov B.A., Obraztsov A.N. Synthesis, Structural, and Photoluminescence Properties of MoS2 Nanowall Films, Physica Status Solidi (B): Basic Research, издательство John Wiley & Sons Ltd. (United Kingdom), 2022. P. 2200481.
  21. Логинов А.Б., Бокова-Сирош С.Н., Федотов П.В., Сапков И.В., Хмеленин Д.Н., Исмагилов Р.Р., Образцова Е.Д., Логинов Б.А., Образцов А.Н. Получение и свойства мезопористых пленок MoS2 // Физика и техника полупроводников. 2022. Т. 56, № 12. C. 1112–1119.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
2. Рис.1. Кадры размером 4 х 4 мкм рельефа полированной поверхности использованных для экспериментов по напылению подложек: а – поликор со средней шероховато- стью Ra = 1,7 нм; b – ситалл со средней шероховатостью Ra = 2,6 нм

3. Рис.2. Схема напыления на "Вакуумно-плазменной установке МАГ-5": а – внешний вид вакуумной камеры; b – схема напы- ления металлов из спирали; в. схема напыления из "лодочки"; 1 – нагреваемая током для распыления спираль; 2 – летящие распыляемые атомы; 3 – подложка; 4 – пластинка с медными электродами для измерения проводимости напыляемой пленки в процессе напыления; 5 – откачка и напуск газов; 6 – нагреваемая током "лодочка" из высокотемпературного металла для распыления находящегося в ней низкотемпературного материала

Скачать (588KB)
4. Рис.3. Работа на "Вакуумно-плазменной установке МАГ-5": а – в процессе напыления; b – коллективная фотография всех работавших на установке, слева направо: Дьякова Анна, г. Междуреченск (Кузбасс); Вьюник Алексей, Волгоград; Шевченко Дарья, г. Череповец; Первых Антон, г. Орел; Макеев Всеволод, г. Орел; Лебедева Мария, г. Бийск (Алтайский край); Дмитриева Виктория, г. Орел; Логинов Борис, Зеленоград, г. Москва; Щербина Максим, г. Орел; Хрипунов Юрий, г. Орел

5. Рис.4. Характерные кадры размером 4 х 4 мкм рельефа напыленных на подложки пленок: a – анадий; b – Висмут; c – Вольфрам; d – Гафний; e – Золото; f – Медь; g – Молибден; h – Никель; i – Ниобий; j – Нихром; k – Олово; l – Серебро; m – Сплав Вуда; n – Цинк; o – Цирконий


© Логинов Б.А., Хрипунов Ю.В., Щербина М.А., Вьюник А.О., Дмитриева В.Д., Дьякова А.А., Лебедева М.К., Макеев В.С., Первых А.Р., Шевченко Д.С., Ханин С.Д., 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах