Исследование оптического Mo/Mo нанокристаллического покрытия, полученного напылением с одновременным ионным распылением

Abstract

Представлены результаты исследования структуры, оптических свойств и стойкости к распылению отра-жающего Mo-покрытия, полученного методом магнетронного напылении с одновременным низкоэнергетиче-ским ионным распылением в режиме превышения скорости напыления над скоростью травления. В качестве подложки использовалось Mo-поликристаллическое зеркало. Показано, что покрытие, сформированное в таких условиях, имеет текстурированную нанокристаллическую структуру с малым разбросом размеров кристаллитов и обладает высокой устойчивостью к распылению. Выявлено, что спектральный коэффициент отражения такого Mo-покрытия отличается от спектрального коэффициента отражения поликристаллическо-го и монокристаллического Mo, а наблюдаемое отличие обусловлено влиянием структуры покрытия на его оптические свойства. Предложена теоретическая модель процесса формирования покрытия. ВведениеОдним из основных параметров при выборе матери-ала первого зеркала для оптических диагностик меж-дународного термоядерного реактора ИТЭР является стойкость к распылению, т. е. сохранение оптического качества при равномерном распылении отражающей поверхности. Также требуется обеспечить максимальный коэффициент отражения в рабочем диапазоне длин волн оптического излучения для уменьшения габаритов зер-кала и его высокую стойкость к тепловым нагрузкам и распылению атомами перезарядки. Этим требованиям отвечают зеркала, изготовленные из тугоплавких метал-лов, наиболее перспективными из которых являются Rh,Зерна в поликристаллическом металле имеют произ-вольную кристаллографическую ориентацию. В то же время известно, что коэффициент распыления моно-кристаллов зависит от их кристаллографической ориен-тации [2], поэтому даже незначительное распыление отражающей поверхности поликристаллических зеркал приводит к формированию рельефа с характерным раз-мером, равным размеру зерен (1−100 µm). За счет этого происходит резкое ухудшение оптических свойств зер-кала. По этой причине поликристаллические зеркала не используются при наличии существенного распыления.Наилучшими показателями по устойчивости к распы-лению обладают зеркала, изготовленные из монокри-сталлов [3]. Для разрабатываемой в России диагностики " Спектроскопия водородных линий" (СВЛ) в качестве материала для изготовления зеркала, принимающего из-лучение из плазмы (первого зеркала), используется мо-нокристаллический Mo, обладающий высокой устойчи-востью к распылению и приемлемым коэффициентом от-ражения (R = 55−60%) в рабочем диапазоне длин волн регистрируемого излучения (λ = 450−700 nm). Размер опытного образца Mo-монокристаллического зеркала (НПО " Луч", г. Подольск) для этой диагностики со-ставляет 200 × 50 mm [4]. В настоящее время макси-мальный диаметр выращенных Mo-монокристаллов не превышает 150 mm, поэтому зеркало было изготовле-но из двух полированных монокристаллических Mo-пластин, закрепленных на Mo-поликристаллической под-ложке методом диффузионной сварки [5]. Такие зеркала уникальны и отличаются крайне высокой стоимостью.Альтернативой могут стать металлические зерка-ла, изготовленные из специ...

Повышение Точности Аппроксимации Профиля Зоны Эрозии Планарных Магнетронов

“…Наибольшее преимущество использования новой аппроксимации проявляется для магнетронов с большим центральным нераспыляемым пятном и для магнетронов со значительным распылением в приосевой зоне. 0 10 20 30 40 50 0 10 20 30 40 Сравнение экспериментально измеренного профиля зоны эрозии с аппроксимирующими кривыми: [2] ления экстремальных значений и функцию выживания распределения Вейбулла [3]:…”

“…Сравнительный анализ точности приближения предло-женной ранее и новой аппроксимации проводился как на основе данных, использованных в [2], так и посредством обработки экспериментальных данных, представленных в литературных источниках [3][4][5][6]. Оцифровка графиков для последующей обработки проводилась с использо-ванием программы Grafula 3.…”

“…Наибольшее преимущество использования новой аппроксимации по сравнению с предложенной ранее проявляется при наличии значительного распыления вблизи оси профиля зоны эрозии, что характерно для магнетронов с повышенной эффективностью использо-вания материала катода. Полученную аппроксимацию удобно использовать для расчета эффективности исполь-зования распыляемого материала катода магнетрона [2], глубины эрозии катода в ходе распыления, профиля по-крытия, формируемого на подложке при магнетронном напылении, и распределения плотности потока ионов при исследовании их взаимодействия с поверхностью распыляемого катода.…”

Кинетика и механизмы УФ индуцированного формирования наночастиц золота в растворах хитозана, допированных HAuCl-=SUB=-4-=/SUB=-

“…Одновременно с этим активно развиваются методы компьютерного моделирования для анализа процессов формирования НЧ металлов в различных технологиче-ских схемах синтеза [15][16][17]. Чаще всего в качестве среды, в которой синтезируются частицы, выбирают однородные среды (газ или жидкость).…”

“…Механизм синтеза металлических НЧ в общем виде может быть описан последовательностью нескольких основных этапов, каждый из которых имеет свои тер-модинамические и кинетические характеристики [2][3][4][5][6][7][8][9][10][11][12][13][14][15][16][17][18]. Например, к первому этапу можно отнести непосред-ственно химическую реакцию восстановления иона ме-талла, а последующие будут отражать рост металличе-ской частицы от атома до НЧ.…”