name: Термическая стабильность многослойных структур на основе чередующихся наноразмерных слоев меди и вольфрама
keyword_list: твердофазное смачивание нанокомпозиты остаточные механические напряжения многослойные структуры
abstract: В диссертационной работе исследовались многослойные структуры на основе чередующихся наноразмерных слоев меди и вольфрама. Цель работы – экспериментально изучить влияние толщин чередующихся наноразмерных слоев меди и вольфрама, а также характера их расположения в объеме многослойной структуры на термическую эволюцию остаточных механических напряжений в слоях и процесс термической деградации многослойной структуры системы Cu/W. Для формирования образцов многослойных структур применялся метод магнетронного распыления мишени. Исследование физических характеристик сформированных и отожжённых образцов производилось с помощью методов оже-электронной спектроскопии (PHI-4300 SAM), сканирующей электронной микроскопии (Hitachi S-4800), сканирующей просвечивающей электронной микроскопии (JEOL JEM-2200fs), рентгеновской дифракции (Bruker D8 DISCOVER). 
  Изготавливались образцы многослойных структур двух видов: с одним типом бислоев и с двумя типами бислоев (бислой представляет собой пару слоев меди и вольфрама). Слои в изготовленных многослойных структурах обладают сильной кристаллографической текстурой: Cu{111}<101>||W{110}<111>. Остаточные механические напряжения в слоях сжимающие, а их величины зависят от толщин слоев меди и вольфрама. Впервые экспериментально получено значение силы, создаваемой межфазной границей раздела Cu(111)/W(110). Обнаружено, что существует источник механических напряжений, который связан с воздействием подложки на многослойную структуру. Действие этих двух источников напряжений приводит к появлению сжимающих механических напряжений в слоях. Впервые обнаружено, что с ростом температуры отжига (при фиксированной его длительности) величина силы, создаваемой межфазными границами раздела Cu(111)/W(110), линейным образом уменьшается до нулевого значения. 
  В течение отжига на поверхности многослойных структур появляются медные кристаллиты, что связано с процессом релаксации механических напряжений в слоях меди. Обнаружено, что в образцах с одним типом бислоев количество медных кристаллитов зависит от толщины слоев меди и вольфрама. Разработана методика экспериментального анализа распределения упругой деформации в слоях по глубине многослойной структуры, с помощью которой экспериментально получены профили распределения деформации в слоях вольфрама по глубине многослойных структур с двумя типами бислоев. Обнаружено, что количество медных кристаллитов в таких структурах зависит от способа уложения бислоев в объеме многослойной структуры. Контроль интенсивности оттока меди может найти свое применение в области создания твердофазных припоев на основе многослойных структур системы Cu/W.
  С помощью in situ анализа методом оже-электронной спектроскопии впервые экспериментально определена температурная зависимость коэффициента зернограничной диффузии меди в нанослоях вольфраме. Этот результат может быть использован для расчета кинетики диффузионных процессов в наноматериалах данной системы элементов.
  Во время отжига при температуре 700 °С начинается процесс деградации микроструктуры чередующихся слоев, который связан с твердофазным смачиванием границ зерен вольфрама. После отжига при температуре 800 °С наблюдается формирование пленки Cu/W нанокомпозита с пустотами в его объеме. Объемная микроструктура нанокомпозита зависит от толщин слоев меди и вольфрама в бислоях. Впервые обнаружено, что термическая деградация многослойных структур с комбинацией разных типов бислоев приводит к появлению нанокомпозита с составной объёмной микроструктурой. Таким образом, процесс термической деградации многослойных структур системы Cu/W можно рассматривать как новый метод изготовления нанокомпозитов данной системы элементов с желаемыми физическими свойствами.
chairman_dissertation_council.name: Александр
chairman_dissertation_council.surname: Левченко
chairman_dissertation_council.patronymic: Алексеевич
chairman_dissertation_council.position: директор
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
chairman_dissertation_council.rank: Доцент
chairman_dissertation_council.wos_research_id: L-4113-2015
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 15822358300
chairman_dissertation_council.rinc_id: 31757
chairman_dissertation_council.url: http://www.issp.ac.ru/main/index.php/ru/dis-council.html
chairman_dissertation_council.orcid: http://orcid.org/0000-0002-4161-9083
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Александр
organization_supervisor.surname: Левченко
organization_supervisor.patronymic: Алексеевич
organization_supervisor.position: директор
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 29.19.22
rubrics.name: Физика наноструктур. Низкоразмерные структуры. Мезоскопические структуры
rubrics.code: 29.19.16
rubrics.name: Физика тонких пленок. Поверхности и границы раздела
rubrics.code: 29.19.17
rubrics.name: Диффузия и ионный перенос в твердых телах
oecds.code: 01.03.UK
oecds.name: PHYSICS, CONDENSED MATTER
speciality_codes.name: Физика конденсированного состояния
speciality_codes.code: 01.04.07
supervisors.fio: Страумал Б.Б.
supervisors.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Физика конденсированного состояния
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Найденкин Е.В.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Орлова Т.С.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Физика конденсированного состояния
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИФТТ РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ ТВЕРДОГО ТЕЛА ИМЕНИ Ю.А. ОСИПЬЯНА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1025003915243
protection_organization.supervisor_name: АЛЕКСАНДР
protection_organization.supervisor_surname: ЛЕВЧЕНКО
protection_organization.supervisor_patronymic: АЛЕКСЕЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: МИСиС, НИТУ "МИСиС"
author_organization.name: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский технологический университет "МИСиС"
author_organization.ogrn: 1027739439749
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения