The 30 reference contexts in paper П. Пивоваров А., Е. Заведеев В., М. Шупегин Л., В. Фролов Д., С. Пименов М. (2019) “НАНОСТРУКТУРИРОВАНИЕ ЛЕГИРОВАННЫХ ТИТАНОМ АЛМАЗОПОДОБНЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПЛЕНОК МЕТОДОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗОНДОВОЙ ЛИТОГРАФИИ” / spz:neicon:nanorf:y:2018:i:0:p:14-19

  1. Start
    1668
    Prefix
    ВВЕДЕНИЕ Алмазоподобные углеродные материалы (diamondlike carbon, DLC) обладают рядом достоинств, делающих их перспективными для применения в нанотехнологии (таких как химическая стойкость, твердость и другие механические свойства, сравнимые с проявляемыми кристаллическим алмазом, и т. п.
    Exact
    [1–3]
    Suffix
    ). В этом контексте можно отметить нанотехнологические приемы для структурирования поверхности, основанные на методах сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) с приложением электрического смещения между зондом (иглой) СЗМ и проводящей поверхностью образца, при этом зонд выступает как локальный движущийся электрод.
    (check this in PDF content)

  2. Start
    2204
    Prefix
    зондовой микроскопии (СЗМ) с приложением электрического смещения между зондом (иглой) СЗМ и проводящей поверхностью образца, при этом зонд выступает как локальный движущийся электрод. Исследования в этом направлении по большей части сфокусированы на электрохимических воздействиях в водной среде по аналогии с работами по Si и Ti (см., например,
    Exact
    [4]
    Suffix
    ). Индуцированная иглой локальная модификация пленок связывается со структурной трансформацией, с окислением [5–9] или, при определенных условиях, с графитизацией [10–12] приповерхностных слоев.
    (check this in PDF content)

  3. Start
    2330
    Prefix
    Исследования в этом направлении по большей части сфокусированы на электрохимических воздействиях в водной среде по аналогии с работами по Si и Ti (см., например, [4]). Индуцированная иглой локальная модификация пленок связывается со структурной трансформацией, с окислением
    Exact
    [5–9]
    Suffix
    или, при определенных условиях, с графитизацией [10–12] приповерхностных слоев. Последнее обстоятельство предопределяет интерес исследователей к реализации на основе DLC материалов супергидрофобных структур [13], которые, как полагают, возникают при сочетании гидрофобных свойств поверхности (например, графита) с развитым микрорельефом.
    (check this in PDF content)

  4. Start
    2391
    Prefix
    Исследования в этом направлении по большей части сфокусированы на электрохимических воздействиях в водной среде по аналогии с работами по Si и Ti (см., например, [4]). Индуцированная иглой локальная модификация пленок связывается со структурной трансформацией, с окислением [5–9] или, при определенных условиях, с графитизацией
    Exact
    [10–12]
    Suffix
    приповерхностных слоев. Последнее обстоятельство предопределяет интерес исследователей к реализации на основе DLC материалов супергидрофобных структур [13], которые, как полагают, возникают при сочетании гидрофобных свойств поверхности (например, графита) с развитым микрорельефом.
    (check this in PDF content)

  5. Start
    2571
    Prefix
    Индуцированная иглой локальная модификация пленок связывается со структурной трансформацией, с окислением [5–9] или, при определенных условиях, с графитизацией [10–12] приповерхностных слоев. Последнее обстоятельство предопределяет интерес исследователей к реализации на основе DLC материалов супергидрофобных структур
    Exact
    [13]
    Suffix
    , которые, как полагают, возникают при сочетании гидрофобных свойств поверхности (например, графита) с развитым микрорельефом. Анодное окисление углеродных материалов может вызывать как удаление материала и формирование углублений [7, 14–17], так и рост выступов, появление которых интерпретируется как результат неполного окисления и образования твердых окислов углерод
    (check this in PDF content)

  6. Start
    2827
    Prefix
    обстоятельство предопределяет интерес исследователей к реализации на основе DLC материалов супергидрофобных структур [13], которые, как полагают, возникают при сочетании гидрофобных свойств поверхности (например, графита) с развитым микрорельефом. Анодное окисление углеродных материалов может вызывать как удаление материала и формирование углублений
    Exact
    [7, 14–17]
    Suffix
    , так и рост выступов, появление которых интерпретируется как результат неполного окисления и образования твердых окислов углерода [8, 9, 14, 15, 17, 18]. В случае выступов их высота, как правило, не превышает десятка нанометров.
    (check this in PDF content)

  7. Start
    2976
    Prefix
    Анодное окисление углеродных материалов может вызывать как удаление материала и формирование углублений [7, 14–17], так и рост выступов, появление которых интерпретируется как результат неполного окисления и образования твердых окислов углерода
    Exact
    [8, 9, 14, 15, 17, 18]
    Suffix
    . В случае выступов их высота, как правило, не превышает десятка нанометров. Объект настоящих исследований — ультратонкие алмазоподобные нанокомпозитные пленки a-C:H,Si:O, легированные титаном.
    (check this in PDF content)

  8. Start
    3367
    Prefix
    Объект настоящих исследований — ультратонкие алмазоподобные нанокомпозитные пленки a-C:H,Si:O, легированные титаном. В технологической практике легирование пленок DLC металлом (титаном) применяют для повышения термостабильности электропроводящих покрытий
    Exact
    [19]
    Suffix
    . В ходе наноструктурирования в СЗМ пленки a-C:H,Si:O показывают уникальное поведение [8, 18, 20]. В случае чистых пленок, без добавления металла, в процессе электрической нанолитографии под воздействием иглы на поверхности аморфной пленки проявляются радиальные гряды с ответвлениями, что выглядит как дендрит.
    (check this in PDF content)

  9. Start
    3468
    Prefix
    В технологической практике легирование пленок DLC металлом (титаном) применяют для повышения термостабильности электропроводящих покрытий [19]. В ходе наноструктурирования в СЗМ пленки a-C:H,Si:O показывают уникальное поведение
    Exact
    [8, 18, 20]
    Suffix
    . В случае чистых пленок, без добавления металла, в процессе электрической нанолитографии под воздействием иглы на поверхности аморфной пленки проявляются радиальные гряды с ответвлениями, что выглядит как дендрит.
    (check this in PDF content)

  10. Start
    3948
    Prefix
    Такие поверхностные модификации развиваются в пленке только при высокой влажности окружающей среды (RH > 50 %). Латеральные размеры таких дендритов достигают нескольких сотен нанометров, а их высота — десятков нанометров
    Exact
    [8, 18]
    Suffix
    , что сравнимо с толщиной пленки, свидетельствуя в пользу объемного характера происходящих здесь процессов. Выдвинут ряд предположений о механизме формирования дендритов [20]. Известно, что рост дендритоподобных структур происходит не только в кристаллической, но и в некристаллической среде, или субстрате.
    (check this in PDF content)

  11. Start
    4143
    Prefix
    Латеральные размеры таких дендритов достигают нескольких сотен нанометров, а их высота — десятков нанометров [8, 18], что сравнимо с толщиной пленки, свидетельствуя в пользу объемного характера происходящих здесь процессов. Выдвинут ряд предположений о механизме формирования дендритов
    Exact
    [20]
    Suffix
    . Известно, что рост дендритоподобных структур происходит не только в кристаллической, но и в некристаллической среде, или субстрате. Общий признак — это нарушение равновесных условий роста в связи с недостатком или, наоборот, избытком субстрата.
    (check this in PDF content)

  12. Start
    4563
    Prefix
    Общий признак — это нарушение равновесных условий роста в связи с недостатком или, наоборот, избытком субстрата. В этих условиях происходит, например, образование дендритоподобной пористой структуры при разделении примесно-дефектной подсистемы кремния
    Exact
    [21]
    Suffix
    . Примечательно, что в ходе формирования дендрита в пленке C:H,Si:O также образуется пористый материал [22]. В нашем случае электрическое поле вокруг заряженной иглы СЗМ выполняет функцию катализатора процесса, а роль двухкомпонентного субстрата играют ионизированная вода и собственно углеродный материал, которые взаимодействуют в ходе электролитической реакции.
    (check this in PDF content)

  13. Start
    4679
    Prefix
    В этих условиях происходит, например, образование дендритоподобной пористой структуры при разделении примесно-дефектной подсистемы кремния [21]. Примечательно, что в ходе формирования дендрита в пленке C:H,Si:O также образуется пористый материал
    Exact
    [22]
    Suffix
    . В нашем случае электрическое поле вокруг заряженной иглы СЗМ выполняет функцию катализатора процесса, а роль двухкомпонентного субстрата играют ионизированная вода и собственно углеродный материал, которые взаимодействуют в ходе электролитической реакции.
    (check this in PDF content)

  14. Start
    5626
    Prefix
    ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ Алмазоподобные нанокомпозитные (АПН) пленки C:H,Si:O, как нелегированные, так и легированные Ti, были выращены на Si подложках, используя метод плазмохимического осаждения (CVD) из газовой фазы паров полифенилметилсилоксана
    Exact
    [23, 24]
    Suffix
    . Во время технологического процесса металл (Ti) вводился в пленку с помощью магнетронного распыления металлической мишени [24]. Подробно условия осаждения описаны в [25]. В экспериментах по наноструктурированию пленок в СЗМ использовались ультратонкие АПН пленки (толщиной ~100 нм) с различным содержанием Ti (0, 15, 22 % и 33 %ат.
    (check this in PDF content)

  15. Start
    5771
    Prefix
    нанокомпозитные (АПН) пленки C:H,Si:O, как нелегированные, так и легированные Ti, были выращены на Si подложках, используя метод плазмохимического осаждения (CVD) из газовой фазы паров полифенилметилсилоксана [23, 24]. Во время технологического процесса металл (Ti) вводился в пленку с помощью магнетронного распыления металлической мишени
    Exact
    [24]
    Suffix
    . Подробно условия осаждения описаны в [25]. В экспериментах по наноструктурированию пленок в СЗМ использовались ультратонкие АПН пленки (толщиной ~100 нм) с различным содержанием Ti (0, 15, 22 % и 33 %ат.
    (check this in PDF content)

  16. Start
    5820
    Prefix
    C:H,Si:O, как нелегированные, так и легированные Ti, были выращены на Si подложках, используя метод плазмохимического осаждения (CVD) из газовой фазы паров полифенилметилсилоксана [23, 24]. Во время технологического процесса металл (Ti) вводился в пленку с помощью магнетронного распыления металлической мишени [24]. Подробно условия осаждения описаны в
    Exact
    [25]
    Suffix
    . В экспериментах по наноструктурированию пленок в СЗМ использовались ультратонкие АПН пленки (толщиной ~100 нм) с различным содержанием Ti (0, 15, 22 % и 33 %ат.). Здесь и далее АПН пленки, содержащие 15, 22, 33 % Ti, обозначаются как 15%Ti-АПН, 22%TiАПН и 33%Ti-АПН соответственно.
    (check this in PDF content)

  17. Start
    6327
    Prefix
    Как показали электронографические исследования, металл (Тi) входит в пленку в виде мелкодисперсной (~5 нм) отдельной фазы, представляющей собой нестехиометрический карбид титана TiC
    Exact
    [26]
    Suffix
    . Выбор толщины пленки в ~100 нм обусловлен возможностью сравнения результатов данных измерений с полученными нами ранее результатами по СЗМнанолитографии не легированных металлом АПН пленок со сходной структурой [8, 20].
    (check this in PDF content)

  18. Start
    6588
    Prefix
    Выбор толщины пленки в ~100 нм обусловлен возможностью сравнения результатов данных измерений с полученными нами ранее результатами по СЗМнанолитографии не легированных металлом АПН пленок со сходной структурой
    Exact
    [8, 20]
    Suffix
    . Исследования проводились в СЗМ NTEGRA Spectra M (NT-MDT). В экспериментах использовались контактные кремниевые зонды с проводящим Pt покрытием. Радиус закругления иглы составлял Rtip ~ 30 нм, силовая константа k ~ 0,6 Н/м.
    (check this in PDF content)

  19. Start
    7658
    Prefix
    Параллельно с топографией поверхности пленки методом латеральных сил СЗМ исследовались фрикционные свойства полученных структур. Методика определения нанофрикционных сил в указанном режиме работы СЗМ подробно изложена в работе
    Exact
    [20]
    Suffix
    . Исследования динамики наноструктурирования и изменения электропроводности пленки выполнялись в ходе процесса нанолитографии путем регистрации в точке контакта зонда с поверхностью временных изменений высоты рельефа и величины тока.
    (check this in PDF content)

  20. Start
    9622
    Prefix
    В то же время на легированных Ti пленках наблюдается изменение фрикционных свойств (возрастание сил трения) в области структурных изменений, характерное и для АПН пленок, не содержащих металл
    Exact
    [20]
    Suffix
    . Возрастание сил трения в области наноструктурирования наблюдается при всех временах экспозиции. На рис. 2. показано распределение фрикционных сил по поверхности a-C:H,Si:O пленки, содержащей 22 % ат.
    (check this in PDF content)

  21. Start
    12507
    Prefix
    В присутствии водяного адсорбата на поверхности образца сила адгезии зависит от смачиваемости поверхности — уменьшение смачиваемости приводит к снижению силы адгезии. В свою очередь, уменьшение смачиваемости означает рост гидрофобности исследуемой области поверхности пленки
    Exact
    [27]
    Suffix
    . Зависимости, представленные на рис. 4, ведут себя аналогично зависимостям F(z), характерным для нелегированных пленок [20]. Таким образом, сдвиг поверхностных свойств в модифицированной области к более гидрофобным является общим свойством исследованных АПН пленок.
    (check this in PDF content)

  22. Start
    12641
    Prefix
    В свою очередь, уменьшение смачиваемости означает рост гидрофобности исследуемой области поверхности пленки [27]. Зависимости, представленные на рис. 4, ведут себя аналогично зависимостям F(z), характерным для нелегированных пленок
    Exact
    [20]
    Suffix
    . Таким образом, сдвиг поверхностных свойств в модифицированной области к более гидрофобным является общим свойством исследованных АПН пленок. Как и в случае чистых пленок [20], можно сделать предположение, что наблюдаемое изменение гидрофобности не определяет изменения нанофрикционных свойств модифицированных областей пленок, легированных титаном, а возможной прич
    (check this in PDF content)

  23. Start
    12836
    Prefix
    Зависимости, представленные на рис. 4, ведут себя аналогично зависимостям F(z), характерным для нелегированных пленок [20]. Таким образом, сдвиг поверхностных свойств в модифицированной области к более гидрофобным является общим свойством исследованных АПН пленок. Как и в случае чистых пленок
    Exact
    [20]
    Suffix
    , можно сделать предположение, что наблюдаемое изменение гидрофобности не определяет изменения нанофрикционных свойств модифицированных областей пленок, легированных титаном, а возможной причиной возрастания сил трения в области нанолитографии может являться локальное уменьшение их твердости [22] вследствие увеличения пористости модифицированной структуры пленок.
    (check this in PDF content)

  24. Start
    13151
    Prefix
    Как и в случае чистых пленок [20], можно сделать предположение, что наблюдаемое изменение гидрофобности не определяет изменения нанофрикционных свойств модифицированных областей пленок, легированных титаном, а возможной причиной возрастания сил трения в области нанолитографии может являться локальное уменьшение их твердости
    Exact
    [22]
    Suffix
    вследствие увеличения пористости модифицированной структуры пленок. Проведенный анализ результатов и процессов зондовой нанолитографии исследуемых нанокомпозитов показывает, что ни динамика изменений электропроводности, ни сдвиг свойств поверхности модифицированных областей к гидрофобным, ни изменения фрикционных свойств не являются специфическими для
    (check this in PDF content)

  25. Start
    15045
    Prefix
    Зависимости объема нанообъектов от времени экспозиции для пленок с различным содержанием Ti в АПН пленках. Графики нарисованы в двойном логарифмическом масштабе. Сплошные линии показывают соответствующие линейные приближения для 0%Ti-АПН до ~3.103 нм3/с для 33%Ti-АПН. В работе
    Exact
    [26]
    Suffix
    показано, что металл (Тi) входит в пленку в виде мелкодисперсной (~5 нм) отдельной фазы, представляющей собой нестехиометрический карбид титана TiC. Соединение TiC достаточно подробно изучено и представляет собой материал, имеющий высокую химическую и термическую стойкость (выше, чем у Ti).
    (check this in PDF content)

  26. Start
    15374
    Prefix
    В работе [26] показано, что металл (Тi) входит в пленку в виде мелкодисперсной (~5 нм) отдельной фазы, представляющей собой нестехиометрический карбид титана TiC. Соединение TiC достаточно подробно изучено и представляет собой материал, имеющий высокую химическую и термическую стойкость (выше, чем у Ti). Учитывая данные работы
    Exact
    [28]
    Suffix
    , об образовании при СЗМ-воздействиях на чисто титановую пленку холмообразных объектов высотой ~10 нм при экспозициях ~1–10 с, можно полагать, что скорость электролитической реакции в СЗМ для фазы TiC Vs << 5.102 нм3/с.
    (check this in PDF content)

  27. Start
    15881
    Prefix
    Как отмечено ранее, роль двухкомпонентного субстрата в ходе формирования модифицированной области выполняет: (i) вода на поверхности и в объеме пленки a-C:H,Si:O и (ii) собственно АПН, которые взаимодействуют в ходе электролитической реакции
    Exact
    [20]
    Suffix
    . Мы полагаем, что скорость данной электрохимической реакции с возрастанием влажности увеличивается настолько, что ее удельное значение (значение на единицу длины периметра зоны реакции) начинает превышать равновесное.
    (check this in PDF content)

  28. Start
    17375
    Prefix
    TiC), происходит со значительно меньшей скоростью, и им можно пренебречь. Анодное окисление углерода (на примере АПН) и кремния хорошо известно и, как правило, приводит к формированию высокоомных слоев вблизи поверхности пленки
    Exact
    [5–10]
    Suffix
    , что, наиболее вероятно, и происходит в нашем случае. Однако обращает на себя внимание, что при таком ходе процесса окисления мы должны бы были наблюдать снижение скорости электрохимической реакции пропорциональное содержанию Ti в пленке.
    (check this in PDF content)

  29. Start
    18409
    Prefix
    По нашему мнению, этот фактор — реконструкция атомной структуры пленки a-C:H,Si:O при введении в нее Ti. Мы исходим из аналогии с пленками АПН a-C:H,Si, выращенными по сходной технологии, как нелегированных, так и содержащих металлическую добавку Mo (a-C:H,Si:Mo)
    Exact
    [18]
    Suffix
    . Отметим, что пленки a-C:H,Si так же, как и исследуемые в настоящей работе АПН a-C:H,Si:O, проявляют способность к образованию дендритов, а при добавке в них Mo эта способность утрачивается.
    (check this in PDF content)

  30. Start
    18702
    Prefix
    Отметим, что пленки a-C:H,Si так же, как и исследуемые в настоящей работе АПН a-C:H,Si:O, проявляют способность к образованию дендритов, а при добавке в них Mo эта способность утрачивается. Согласно данным измерений рентгеновской дифракции (XRD), приведенных в работе
    Exact
    [18]
    Suffix
    , пленки a-C:H,Si имеют нанокристаллическую структуру с включениями различных атомных групп (метил, метилен), характерных для таких углеводородных полимеров, как полиэтилен и полипропилен.
    (check this in PDF content)