МЕХАНІЗМ ЗРОСТАННЯ кристаліта фуллериту У ПЛІВКАХ Sn - C 60
В
Кристали у формі ниток і волокон, що зустрічаються в природі, давно привертали людей своєю незвичайною зовнішнім виглядом. У різний час і в різних місцях були знайдені кристалічні голки, волокна, нитки різних силікатів, карбонатів, сульфідів, оксидів, сульфатів, фосфатів і багатьох інших хімічних речовин. Мимовільний зростання ниткоподібних кристалів (названих вискер або вусами) був виявлений і в штучно створених приладах на основі олова в першій половині минулого сторіччя.
Відомо, що ниткоподібні кристали металів з низькою температурою плавлення (Sn, Cd, Zn, Sb, In та інші) здатні рости на тонких шарах металу без якого стороннього впливу при кімнатній температурі. Фуллерит є кристалом з низькою температурою сублімації (650 К), тому мимовільний зростання нитковидних кристалів фуллериту можливий при кімнатній температурі. У роботах [1-2] автором випадково виявлено утворення цветкоподобних утворень на поверхні плівок олово - фуллерит і хром - фуллерит, зберігалися в ексикаторах більше двох років.
Метою цієї роботи є визначення інкубаційного періоду і встановлення механізму росту кристалітів фуллериту в плівках олово - фуллерит.
Плівки отримані методом термічного випаровування у вакуумі. На підкладку з окисленого монокристалічного кремнію з орієнтацією поверхні (111) спочатку осаджувалася плівка фуллериту товщиною 300 нм, потім шар олова різної товщини (d = 50, 100, 200 і 300 нм). Топографія поверхні зразків досліджувалася на скануючому зондовом мікроскопі "Solver P47 - PRO" в напівконтактному режимі. Фазовий склад плівок контролювався за допомогою дифрактометра "ДРОН-4.13" в мідному До a - випромінюванні. Структура плівок досліджувалася на растровому електронному мікроскопі "LEO - 1455 VP" при ускоряющем напрузі 20 кВ.
Свіжоприготовані плівки фуллериту мають гранульовану структуру з середнім розміром гранул 80 нм (Рис.1 а), при цьому середня арифметична шорсткість поверхні, виміряна методом АСМ, становить 3 нм. Розмір зерен олова, обложеного на С 60 , залежить від товщини плівки: при конденсації на фуллерітовий шар олова товщиною 50 нм і 100 нм формується острівкова плівка. Плівки товщиною 200 і 300 нм осідають у вигляді суцільного полікристалічного шару, утворюючи довгасті зерна довжиною 300 Вј 600 нм (рис 1 б). Середня арифметична шорсткість поверхні плівки Sn становить 20 нм.
На рентгенограмах свіжоприготованих плівок C 60 (d = 300 нм) - Sn (d = 200 нм) олово представлено вузькими інтенсивними лініями, які индицируются в тетрагональной сингонії (рис.2). При конденсації на фуллерітовий шар у плівці олова виникають внутрішні механічні напруги, зумовлені невідповідністю параметрів решіток контактуючих матеріалів (фуллериту і олова), розходженням коефіцієнтів термічного розширення (a С60 = 40 Г— 10 -6 До -1 , a Sn = ...
