Mechanism of epitaxial ferrite‐spinel layer formation on magnesium oxide substrate

Abstract

The initial stage of small gap heteroepitaxial growth of magnesium‐manganese ferrite films during chemical gas transportation reactions on orientation (100) magnesium oxide substrate was studied. Film growth would begin with origination of parallely oriented three‐dimensional nuclei, their shapes at lower (1170 K) and at appear (1420 K) film synthesis temperature limits being different. After little islands had grown together and continuous layer formed the secondary nuclei would appear, their shapes resembling cut‐up pyramids. Continuous layer minimum thickness was 0.15 μm. The growing together of little islands results in film block structure. Block sizes could be as big as 300–400 μm if films grow at the speed of 2 μm/min, the density of islands being 106 cm−2. Linear density of unconformity dislocations at film‐substrate boundary would be (3.7 ÷ 7.4) 103 cm−1. It would depend on magnesium content for a film. Elastic stresses in films would come to 7 · 108 ÷ 3 · 109 dyne/cm2. X‐ray topography pictures of block structures and of accumulations of admixtures at block boundaries are presented.

Untitled

“…Данная работа является продолжением работ [1][2][3][4][5][6] по изучению общих закономерностей и физических особенностей дефектообразования при газофазной эпитаксии феррошпинелей.…”

“…Оценка по данной формуле дает для пленок магний-марганцевого феррита h кр~0 ,1, что со-измеримо с толщиной сплошного слоя (h min~0 ,2 мкм), наблюдаемого экспериментально [2]; для пленок литиевого феррита h кр~0 ,023 мкм, что значительно меньше минимальной толщины сплошного слоя (h min~1 мкм) [5].…”

“…Для пленок магний-марганцевого феррита R кр~1 ,1 мкм значительно превышает высоту экспериментально наблюдаемого зародыша (h зар~0 ,15 мкм) [2] и минимальную толщину сплошного слоя. Это дает основание полагать, что островки-зародыши магний-марганцевого феррита растут псевдоморфно, ДН вводятся на более поздней стадии роста.…”

О Движении И Размножении Дислокаций В Эпитаксиальных Феррошпинелях

“…В нанокристаллическом состоянии чистые металлы и сплавы имеют повышенные твердость, пре-дел текучести и предел прочности; магнитомягкие нанокристаллические материалы характери-зуются более низким, а магнитотвердые нанокристаллические материалы более высоким зна-чением коэрцитивной силы по сравнению с крупнозеренным состоянием. В нанокристалличе-ском состоянии металлы и сплавы проявляют повышенные трибологические свойства, имеют низкие значения коэффициента теплопроводности и высокие значения коэффициента зерногра-ничной диффузии [1]. В то же время остаются нерешенными вопросы об особенностях и тем-пературной стабильности дефектов, о физической природе изменения свойств, о механизмах тех или других физических процессов (пластической деформации, разрушения, диффузии, теп-лопроводности) нанокристаллических материалов.…”

“…В настоящее время прямыми методами высокоразрешающей просвечивающей электронной микроскопии (HRTEM) показано, что нанокристаллические чистые металлы Au, Ag, Рd, Ni, Cu, Fe [1,2], по-лученные методом сублимации с последующим прессованием наноразмерного порошка, имеют достаточно совершенную в объеме нанозерен кристаллическую решетку с единичными дисло-кациями и, наряду с обычными границами поликристаллов, имеют искаженные зерногранич-ные прослойки с присутствием на границах нанозерен аморфной фазы. При использовании способа сублимации для получения нанокристаллических металлов в последних могут возник-…”