Мінєнков О. О. Фазовий стан і дифузійна рухливість компонентів нанорозмірних плівкових систем Ag - Pd, Сu - Ni і Ag - Ge

Дисертаційна робота присвячена встановленню фізичних закономірностей зміни фазового стану та дифузійної рухливості компонентів у нанорозмірних шаруватих плівках Ag (50 ат.%) - Pd, Cu (50 ат.%) - Ni, Ag - Ge при зменшенні їх характерного розміру (товщини плівки, розміру зерна). Методи дослідження: шаруваті плівки препарували з використанням методу послідовної конденсації з молекулярного пучка, сформованого при термічному або електронно-променевому випаровуванні компонентів з незалежних джерел у вакуумі. Морфологію та структуру зразків досліджували за методами просвічуючої і растрової електронної мікроскопії, а також електронографії. Кінетику формування твердого розчину в шаруватих плівках Ag - Pd, а також фазовий стан плівок Ag - Ge досліджували за зміною параметру кристалічної ґратки та мікроструктури зразків при нагріванні безпосередньо в мікроскопі. Енергію активації дифузії і твердофазну розчинність визначали за зміною електричного опору зразків в ході циклу нагрів-охолодження. Елементний аналіз складу плівок проводили з використанням методу енергодисперсійної рентгенівської спектроскопії. Експериментально встановлено, що дифузійні процеси в нанодисперсних шаруватих плівках Ag - Pd з розміром зерна 5 - 10 нм, активуються при знижених температурах (180 - 350°С) і протікають значно швидше, ніж в макроскопічних зразках. Вперше показано, що повна гомогенізація плівки по всій товщині може відбуватися без істотної зміни її мікроструктури. Вперше для шаруватих плівок Сu - Ni встановлена залежність енергії активації дифузійних процесів від характерної товщини шару в інтервалі від 5 до 100 нм. Визначено відповідні ефективні коефіцієнти дифузії. Вперше визначено залежність евтектичної температури в шаруватих плівках Ag - Ge від товщини плівки срібла. Вперше показано, що утворення рідкої фази в системі Ag - Ge при евтектичній температурі відбувається тільки при товщинах плівки срібла більше деякого критичного значення. Вперше для шаруватих плівок Ag - Ge різної товщини визначені значення твердофазної розчинності германію в сріблі. Експериментально показано, що крива розчинності зміщується в область менших температур при зменшенні характерного розміру системи, а гранична розчинність германію в сріблі зростає.