|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
Интеллектуальная Система Тематического Исследования НАукометрических данных |
||
Электроосаждение тонкопленочных структур на основе металлов и бинарных систем из водно-органических электролитовНИР
- Руководитель НИР: Курмаз В.А.
- Участники НИР: Барзилович П.Ю., Коткин А.С., Куратова Н.С., Росляков И.В., Россоленко А.Н., Рязанов В.В., ХХХХХХХХХХХХХХХХ Х.Х.
- Сторонняя организация: Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской академии наук
- Срок исполнения: 1 января 2013 г. - 31 декабря 2015 г.
- Номер договора (контракта, соглашения): 13-03-01089_а
- Номер ЦИТИС: 01201361339
- Тип: Фундаментальная
- Приоритетное направление научных исследований: другое
- ПН России: Индустрия наносистем
-
Рубрики ГРНТИ:
- 31.15.33 Электрохимия
-
Ключевые слова:
бинарные системы, кинетика электродных процессов, водно-органические растворители, лазерная фотоэмиссия, электроосаждение, металлы
-
Описание:
Проект посвящен поиску условий контролируемого электроосаждения неблагородных металлов (Bi, Pb, Sn) и бинарных фаз на их основе (BixPb1-x, BixSb1-x, BixTe1-x) для получения тонкопленочных наноструктур, востребованных в высокотехнологичной электронике. Такие материалы обладают свойствами сверхпроводимости или топологических изоляторов при температурах выше гелиевой. Особый интерес представляет их изучение в двумерном (тонкие пленки) или одномерном (нанонити) состоянии. При осаждении наноструктур (часто темплатируемом) не удается использовать существующие в прикладной гальванике «рецепты», поскольку необходимо одновременно обеспечить устойчивость подложки и/или матрицы в применяемом электролите и достичь максимально возможного структурного совершенства осаждаемого металла при минимальном содержании неметаллических примесей. В связи с этим, возникает общая задача исследования кинетики потенциостатического электроосаждения из «щадящих» электролитов, совместимых со всеми фрагментами системы. Поскольку кислые и щелочные электролиты исключаются из рассмотрения, а в нейтральных средах ионы многих целевых металлов в той или иной степени гидролизуются, в проекте предполагается осаждение из растворителей с органическими добавками (комплексообразователями и со-растворителями). Однако присутствие органических веществ и, в особенности, интермедиатов их электрохимических превращений может существенно и не всегда предсказуемо влиять на кинетику осаждения и микроструктуру формирующегося металла. Планируется исследование кинетики стадийных электрохимических превращений органических добавок с привлечением методов лазерной фотоэмиссии в сочетании с классической вольтамерометрией и измерениями дифференциальной емкости. В ходе реализации проекта будет выполнен поиск режимов и условий контролируемого электроосаждения тонких (от 10 до 100 нм) пленок: i) висмута, с целью исследования размерных зависимостей электронных свойств этого полуметалла; ii) Pb, Sn и интерметаллидов системы Bi-Pb для создания сверхпроводящих элементов металлических наноструктур; iii) BixSb(1-x), BixTe(1-x), с целью дальнейшего изучения электронных свойств топологических изоляторов в одномерном состоянии.
- Добавил в систему: ХХХХХХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХХХХХХ ХХХХХХХХХХХХХХХХ
Источник финансирования НИР
| грант РФФИ |
Этапы НИР
| # | Сроки | Название |
| 1 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Электроосаждение тонкопленочных структур на основе металлов и бинарных систем из водно-органических электролитов |
| Результаты этапа: В ходе первого этапа проекта выполнены тестовые эксперименты по лазерной фотоэмиссии в смесях вода-этиленгликоль (ЭГ) с низкими содержаниями ЭГ, с учетом полученных результатов проведена модернизация установки для изучения кинетики процессов в смесях с другими соотношениями компонентов, более близкими к используемым для электроосаждения висмута. Для пленок висмута, электроосажденных на плоские подложки, установлена преимущественная кристаллографическая ориентация (110). Показано, что при электрокристаллизации Bi из электролита, содержащего этиленгликоль, осадок содержат значительное количество углерода. Несмотря на это, для электролитических осадков висмута на контактных площадках найдено удельное сопротивление при комнатной температуре, близкое к известному для чистого монокристаллического висмута. Установлено наличие в нанонитях из электроосажденного висмута регулярно повторяющихся межзеренных границ. Предположительно это является следствием ориентированного роста. Отработаны два метода приготовления сверхпроводящих контактов к электроосажденным пленкам Bi, обеспечивающих возможность проведения резистометрических изменений: с использованием фокусированного ионного пучка и взрывной фотолитографии. Дальнейшее развитие проекта ориентировано на поиск путей уменьшения количества структурых дефектов в электроосажденных низкоразмерных объектах, а также на оптимизацию условий получения бинарных фаз на основе висмута с заданными микроструктурой и примесным составом для физических лабораторных устройств. | ||
| 2 | 1 января 2014 г.-31 декабря 2014 г. | Электроосаждение тонкопленочных структур на основе металлов и бинарных систем из водно-органических электролитов |
| Результаты этапа: Продолжены исследования электроосаждения висмута из водно-этиленгликолевых электролитов, в том числе процессов катодного восстановления, приводящего к образованию пленок с ярко выраженной огранкой единичных кристаллитов. Обосновано предположение о вторичной нуклеации как факторе, определяющем микроструктуру электроосажденного висмута. Показана возможность варьирования микроструктуры путем изменения концентрации нитрата висмута в электролите. Обнаружено, что гальванические осадки содержат значительное количество углеродсодержащих продуктов (до 5 мас.%). Выявлена нелинейная зависимость скорости процесса осаждения от концентрации, интерпретированная с учетом образования при глубоком гидролизе Bi(3+) полимерных форм оксокомплексов. Надежно установлен ориентированный характер роста ромбоэдрической фазы висмута в направлении (101) при осаждении из используемого водно-органического электролита. Текстура сильнее выражена при росте в порах, в условиях пространственных ограничений роста. Оптимизирована методика термического напыления золота на трековые мембраны для получения сплошного слоя. Все эти результаты создают условия для количественного исследования начальных стадий электроосаждения висмута на завершающем этапе проекта, а также определяют постановку фотоэмиссионного исследования кинетики параллельного процесса - катодного восстановления этиленгликоля. | ||
| 3 | 1 января 2015 г.-31 декабря 2015 г. | Электроосаждение тонкопленочных структур на основе металлов и бинарных систем из водно-органических электролитов |
| Результаты этапа: | ||
Прикрепленные к НИР результаты
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".