Метод детонаційного напилення: особливості технічної реалізації процесу та технологія отримання надтонких шарів напівпровідникових оксидів

Abstract

Розроблено конструкцію та модернізовано основні вузли обладнання для детонаційного напилення, що дозволяє проводити синтез напівпровідникових надтонких плівок. Модернізація установки проводилася з урахуванням особливостей термодинамічних властивостей напівпровідникових матеріалів. Наведено дані про основні елементи конструкцій адаптованих вузлів, вказано їх функціональне призначення. Особлива увага надається принципам роботи як самих модифікованих вузлів обладнання, так і їхньому функціональному взаємозв’язку при керуванні процесом синтезу шарів. Знайдено умови функціонування вузлів формування та запалювання газової воднево-кисневої суміші для отримання високоенергетичної ударної хвилі, що забезпечувала процес масопереносу речовини від джерела до підкладки при синтезі надтонких шарів оксидних напівпровідників. Особлива увага надана забезпеченню оптимальних газодинамічних умов розповсюдження зони підвищеного тиску в процесі переносу речовини від джерела до ростової підкладки. Розроблено конструкції та виготовлено системи перепускних клапанів, що забезпечують задану швидкість переключення газових потоків у процесі синтезу оксидів. Методом детонаційного напилення синтезовано надтонкі шари систем PbO та ZnO. Кристалографічні та морфологічні властивості поверхні плівок, що синтезовано методом детонаційного напилення, досліджено оптичними методами. Отримані фотографічні зображення проаналізовано методом мультифрактального аналізу. Доведено, що мультифрактальні параметри спектра площі поверхні наноформ, що формуються на поверхні росту шарів, за своєю величиною сумірні з відповідними параметрами для спектрів від поверхні шарів, які синтезовані вакуумними технологіями.