Кривоногов С. І. Розробка науково-технологічних основ хіміко-механічного полірування сапфіру для оптики та мікроелектроніки

Дисертація присвячена встановленню науково-технологічних закономірностей отримання функціональних поверхонь сапфіра високої оптичної якості та структурної досконалості для застосування в мікро- та оптоелектроніці. Досліджено структуру порушеного приповерхневого шару та структурну досконалість поверхні сапфіру після різних видів обробки. Встановлено відсутність полікристалічної складової в порушеному шарі та наявність пластичної деформації. Визначено розподіл кристалітів за розмірами та показано, що в якості критерію структурної досконалості поверхні може використовуватися параметр середньоквадратичного розвороту мікрофрагментів. Розроблено наукові основи та оптимізовано технологічні умови хіміко-механічного полірування (ХМП) сапфіра. Запропоновано модель процесу ХМП, згідно якої на поверхні сапфіру в результаті протікання хімічних реакцій між Al2O3 и SiO2 утворюється аморфний шар алюмосиликата Al2SiО5, причому швидкість взаємодії визначається дифузією реагуючих речовин в зону реакції. Встановлено орієнтаційну анізотропію та кутову залежність швидкості ХМП. Показано, що швидкість зменшується в ряду кристалографічних площин (0001)>(10-12)>(11-20), Розроблено склад полірувальної суспензії на основі діоксиду кремнію у вигляді аеросилу та спосіб полірування сапфіру з різною кристалографічною орієнтацією поверхні. Одержано підкладки з поверхнею високої структурної досконалості (beta = 5 5.6 кут. сек) та оптичної чистоти (клас 20/10 за стандартом USA МIL-O-13830), шорсткістю Ra < 0.3 нм, а також підкладки орієнтації (0001) з терасно-східчастою структурою поверхні.