Национальный цифровой ресурс Руконт - межотраслевая электронная библиотека (ЭБС) на базе технологии Контекстум (всего произведений: 634620)
Контекстум
.
Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология

Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология №5 2014 (190,00 руб.)

0   0
Страниц98
ID326369
АннотацияМеждисциплинарное издание, охватывающее подразделы теоретической химии, процессы и аппараты химической технологии. Рассматриваются проблемы на стыке физики и химии и химического аппаратостроения. Журнал публикует обзоры, статьи, краткие сообщения и научно-методические проблемы.
Известия высших учебных заведений. Химия и химическая технология .— 2014 .— №5 .— 98 с. : ил. — URL: https://rucont.ru/efd/326369 (дата обращения: 19.04.2024)

Также для выпуска доступны отдельные статьи:
ШКОЛА-СЕМИНАР МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА ПО ТЕМЕ: «УЧАСТИЕ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ, ПОИСКОВЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ПО СОЗДАНИЮ НОВЫХ УГЛЕРОДНЫХ И НАНОУГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ» / Бланк (90,00 руб.)
ГЛУБОКОЕ РЕАКТИВНОЕ ИОННОЕ ТРАВЛЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО АЛМАЗА / Бормашов (90,00 руб.)
ВЛИЯНИЕ НАНОЧАСТИЦ ОКСИДА ГРАФЕНА НА МОРФОЛОГИЮ КЭП С ЦИНКОВОЙ МАТРИЦЕЙ / Ершова (90,00 руб.)
ОПТИМИЗАЦИЯ РЕЖИМА ОКИСЛЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГРАФИТА / Юдина (90,00 руб.)
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕРОДНОГО ВОЛОКНА ПРИ ЕГО МОДИФИКАЦИИ ФУЛЛЕРЕНАМИ / Урванов (90,00 руб.)
ТЕХНОЛОГИЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СВЧ ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ НА ОСНОВЕ ПЛЕНКИ AlN, НАНЕСЕННОЙ НА ПОДЛОЖКУ ИЗ СИНТЕТИЧЕСКОГО МОНОКРИСТАЛЛА АЛМАЗА / Сорокин (90,00 руб.)
ОСОБЕННОСТИ МЕХАНОХИМИЧЕСКОГО ОКИСЛЕНИЯ ГРАФИТА / Смирнов (90,00 руб.)
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ СПОСОБА ВВЕДЕНИЯ НАНОСТРУКТУРИРУЮЩЕЙ ДОБАВКИ НА СВОЙСТВА ПЕКОВОЙ МАТРИЦЫ / Насибулин (90,00 руб.)
МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТРЕЩИНОСТОЙКОСТИ ТОНКИХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ АЛМАЗНЫМ ИНДЕНТОРОМ / Кравчук (90,00 руб.)
ПЕРВОПРИНЦИПНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ, УПРУГИХ И КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ СВОЙСТВ ГЕКСАГОНАЛЬНЫХ ПОЛИТИПОВ АЛМАЗА / Иванова (90,00 руб.)
Р.Л. Ломакин , В.Д. Бланк ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДАМИ ЭЛЕКТРОННОЙ МИКРОСКОПИИ СИСТЕМЫ W – С60 / Гриштаева (90,00 руб.)
ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ ОБРАБОТКИ В ДИАПАЗОНЕ ОТ 900 ДО 3200 ºС НА ПРОЧНОСТЬ И МОДУЛЬ УПРУГОСТИ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН НА ОСНОВЕ ПОЛИАКРИЛОНИТРИЛЬНЫХ НИТЕЙ / Вербец (90,00 руб.)
ВЛИЯНИЕ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОТДЕЛКИ ИСХОДНЫХ ГИДРАТЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ НИТЕЙ НА ПРОЧНОСТЬ ГРАФИТИРОВАННЫХ ВОЛОКОН И ИЗМЕНЕНИЕ СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ОБРАБОТКЕ / Черненко (90,00 руб.)
ЛЕГИРОВАНИЕ АЛМАЗА, ВЫРАЩЕННОГО МЕТОДОМ ГАЗОФАЗНОГО ОСАЖДЕНИЯ / Тетерук (90,00 руб.)
КРЕМНИЙУГЛЕРОДНЫЙ АДСОРБЕНТ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИЗ НЕЕ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ / Смирнова (90,00 руб.)
СИНТЕЗ СВЕРХТВЕРДЫХ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В СИСТЕМЕ С60 – АЛМАЗ ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ И ТЕМПЕРАТУРАХ / Пахомов (90,00 руб.)
ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ СИЛОВОЙ СПЕКТРОСКОПИИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТОНКИХ ПОКРЫТИЙ / Маслеников (90,00 руб.)
ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ В КВАЗИДВУМЕРНЫХ УГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛАХ / Квашнин (90,00 руб.)
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ НАНОСТРУКТУРИРОВАННОГО ВОЛЬФРАМА, МОДИФИЦИРОВАННОГО УГЛЕРОДНЫМИ НАНОКЛАСТЕРАМИ / Жарченкова (90,00 руб.)
ИССЛЕДОВАНИЕ НОВЫХ УГЛЕРОДНЫХ НАНОСТРУКТУР НА ОСНОВЕ ДВУХСЛОЙНОГО ГРАФЕНА С ПЕРИОДИЧЕСКИ РАСПОЛОЖЕННЫМИ ДЫРКАМИ / Квашнин (90,00 руб.)
ХИМИЧЕСКОЕ НИКЕЛИРОВАНИЕ СИНТЕТИЧЕСКИХ АЛМАЗОВ / Строгая (90,00 руб.)
ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ОКИСЛЕННЫХ ПАН-ВОЛОКОН И ИХ ВЗАИМОСВЯЗИ С ПРОЧНОСТЬЮ УГЛЕРОДНЫХ ВОЛОКОН / Вербец (90,00 руб.)

Предпросмотр (выдержки из произведения)

Т 57 (5) ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ШКОЛА-СЕМИНАР МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА ПО ТЕМЕ: «УЧАСТИЕ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ, ПОИСКОВЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ПО СОЗДАНИЮ НОВЫХ УГЛЕРОДНЫХ И НАНОУГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ» Школа-семинар молодых ученых Центрального региона на тему: «Участие молодых ученых в фундаментальных, поисковых и прикладных исследованиях по созданию новых углеродных и наноуглеродных материалов» была организована Общероссийской общественной организацией специалистов в области углерода и углеродных материалов «Углеродное общество» (УгО), Советом директоров ОАО НПО «Стеклопластик», Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов» (ФГБНУ ТИСНУМ) и ОАО «НИИграфит» и проведена в соответствии с программой конференции в п. <...> «Исследование влияния способа введения наноструктурирующей добавки на свойства пековой матрицы»; - Квашнина А.Г. (ФГБНУ ТИСНУМ) «Фазовые переходы в квазидвумерных углеродных материалах»; - Сорокина О.Ю. <...> 5 3 Т 57 (5) ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2014 УДК 544.558, 533.924 В.С. Бормашов, А.В. Голованов, А.П. Волков, С.А. Тарелкин, С.Г. Буга, В.Д. Бланк ГЛУБОКОЕ РЕАКТИВНОЕ ИОННОЕ ТРАВЛЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО АЛМАЗА (Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, Московский физико-технический институт) e-mail: anton.golovanov2012@gmail.com Разработано и исследовано глубокое реактивное ионное травление поверхности синтетического монокристаллического алмаза в двухступенчатом процессе травления в плазме на основе SF6 и покрытия защитной пленкой в плазме на основе СF4. <...> Ключевые слова: реактивное ионное травление, синтетический алмаз, атомно-силовая микроскопия, спектральная плотность мощности шероховатости ВВЕДЕНИЕ Многочисленные применения синтетического алмаза в устройствах экстремальной и силовой <...>
Известия_высших_учебных_заведений._Химия_и_химическая_технология_№5_2014.pdf
Т 57 (5) ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ШКОЛА-СЕМИНАР МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ ЦЕНТРАЛЬНОГО РЕГИОНА ПО ТЕМЕ: «УЧАСТИЕ МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ В ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ, ПОИСКОВЫХ И ПРИКЛАДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЯХ ПО СОЗДАНИЮ НОВЫХ УГЛЕРОДНЫХ И НАНОУГЛЕРОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ» Школа-семинар молодых ученых Центрального региона на тему: «Участие молодых ученых в фундаментальных, поисковых и прикладных исследованиях по созданию новых углеродных и наноуглеродных материалов» была организована Общероссийской общественной организацией специалистов в области углерода и углеродных материалов «Углеродное общество» (УгО), Советом директоров ОАО НПО «Стеклопластик», Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов» (ФГБНУ ТИСНУМ) и ОАО «НИИграфит» и проведена в соответствии с программой конференции в п. Андреевка Московской области 2 - 3 октября 2013 г. В работе семинара приняли участие 46 участников из Центрального региона России, в том числе такие ведущие специалисты по углеродной тематике как член-корр. РАН Костиков Валерий Иванович, д.т.н. Бейлина Наталия Юрьевна, д.т.н. Ножкина Алла Викторовна, председатель Совета Директоров ОАО НПО «Стеклопластик», к.х.н. Трофимов Николай Николаевич. На семинаре было сделано 23 доклада молодыми учеными и 7 докладов ведущих специалистов «Углеродного общества», заслушаны доклады о проблемах производства на НПО «СТЕКЛОПЛАСТИК». Проведенный семинар показал высокую заинтересованность молодых ученых в обмене мнениями с коллегами и ведущими учеными и специалистами отрасли. По ходу проведения семинара внимательно рассматривались вопросы, замечания и предложения выступавших. В решении семинара были отмечены доклады следующих молодых ученых: - Пахомова И.В. (ФГБНУ ТИСНУМ) «Синтез сверхтвердых композиционных материалов в системе С60 – алмаз при высоких давлениях и температурах»; - Насибулина А.В. (ОАО «НИИграфит») «Исследование влияния способа введения наноструктурирующей добавки на свойства пековой матрицы»; - Квашнина А.Г. (ФГБНУ ТИСНУМ) «Фазовые переходы в квазидвумерных углеродных материалах»; - Сорокина О.Ю. (ОАО «НИИграфит») «Изучение процесса силицирования углеродных материалов»; - Седловец Д.М. (ФГБУН ИПТМ РАН) «Кинетика роста графеноподобных пленок из паров этанола»; - Теличко А.В. (ФГБНУ ТИСНУМ, МФТИ) «Исследование физико-химических и акустических свойств пьезоэлектрических слоистых структур Me1/AlN/Me2/(100) алмаз». По итогам работы семинара были отобраны доклады для опубликования на страницах этого журнала. Президент Общероссийской общественной организации специалистов в области углерода и углеродных материалов «Углеродное общество» В.Д. Бланк 2014 ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2014 том 57 вып. 5 3
Стр.1
Т 57 (5) ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2014 УДК 544.558, 533.924 В.С. Бормашов, А.В. Голованов, А.П. Волков, С.А. Тарелкин, С.Г. Буга, В.Д. Бланк ГЛУБОКОЕ РЕАКТИВНОЕ ИОННОЕ ТРАВЛЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО АЛМАЗА (Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, Московский физико-технический институт) e-mail: anton.golovanov2012@gmail.com Разработано и исследовано глубокое реактивное ионное травление поверхности синтетического монокристаллического алмаза в двухступенчатом процессе травления в плазме на основе SF6 и покрытия защитной пленкой в плазме на основе СF4. Для контроля рельефа поверхности алмазных образцов до и после обработки плазмой использована методика, основанная на анализе частотной зависимости спектральной плотности мощности экспериментальных изображений, полученных с помощью атомносиловой микроскопии на различных пространственных масштабах. Ключевые слова: реактивное ионное травление, синтетический алмаз, атомно-силовая микроскопия, спектральная плотность мощности шероховатости ВВЕДЕНИЕ Многочисленные применения синтетического алмаза в устройствах экстремальной и силовой электроники [1], рентгеновской оптике высоких энергий [2], акустике [3] требуют надежных методов планаризации алмазной поверхности, вплоть до атомарно-гладкой, а также формирования на ней рельефных структур с большим аспектным соотношением. Для этого перспективно использование двухступенчатого процесса «пассивация – реактивное ионное травление» (аналога BOSCH-процесса сверхглубокого травления кремния) и литографии. Универсального способа контроля рельефа поверхности на наномасштабах не существует. Опыт производства интегральных схем показывает, что при наличии структур на поверхности требуется отдельный анализ в масштабе одной точки, отдельной структуры и всей поверхности [4]. Большое внимание уделяется спектральному подходу к изучению рельефа на различных масштабах [4-5]. МАТЕРИАЛЫ И ОБОРУДОВАНИЕ В работе использовались монокристаллы алмаза типа IIb и IIa, выращенные в ФГБНУ ТИСНУМ методом температурного градиента на затравке при высоком давлении и температуре (НРНТ) [6-7]. Из них были вырезаны пластины 4 Установка представляла из себя вакуумную камеру с плоскопараллельными электродами (1 и 2). Верхний электрод диаметром 60 мм был заземлен. Нижний электрод диаметром 20 мм служил столиком для образцов (8), на него подавалось ВЧ смещение (13,56 МГц) мощностью до ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2014 том 57 вып. 5 размером до 5 мм, толщиной 200-500 мкм с ориентацией поверхности, соответствующей кристаллографической плоскости (001). Затем они были отполированы механически. Схема установки для реактивного ионного травления (РИТ) приведена на рис. 1. Рис. 1. Схема установки для реактивного ионного травления: 1 – верхний электрод, 2 – нижний электрод-столик для образцов, 3 – генератор ВЧ смещения, 4 – согласующая схема, 5,6 – кварцевые лампы, 7 – термопара, 8 – образец Fig. 1. Etching reactor scheme: 1 – upper electrode, 2 – lower electrode - substrate holder, 3 – RF generator, 4 – matching circuit, 5,6 – quartz lamps, 7 – thermocouple, 8 – substrate
Стр.2
50 Вт (3). Зазор между электродами составлял 15 мм. Давление в камере могло устанавливаться в диапазоне 3-30 Па, ускоряющие напряжения 100-250 вольт. РИТ могло осуществляться с использованием газовых сред на основе кислорода, аргона, элегаза, фторуглеродов и их смесей. Наличие согласующей схемы (4) между ВЧ генератором и нижним электродом позволило обрабатывать как проводящие, так и непроводящие подложки. Камера была оборудована кварцевыми лампами (5,6) для нагрева образцов до 300°С. В нижний электрод была вставлена термопара (7) для контроля температуры непосредственно вблизи образцов. Для защиты термопары от воздействия плазмы она была помещена в керамическую трубку. Ранее в качестве газовой среды использовался элегаз SF6 [8], обладающий высокой степенью ионизации и тяжелыми ионами и, как следствие, высокой скоростью травления [9]. Однако высокая интенсивность физического распыления при РИТ приводила к разрушению масок и невозможности достижения существенных глубин травления (больше 1-2 мкм). Для повышения стойкости масок было решено периодически производить пассивацию поверхности, покрывая ее полимерной пленкой. В работе [10] предлагалось использовать для этого обработку в плазме на основе CF4. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА Алмазные пластины отмывались последовательно в растворе поверхностно-активного вещества, ацетоне и изопропиловом спирте. Затем в условиях чистого помещения класса 5 ISO пластины промывались деионизованной водой и высушивались на электроплитке при температуре 110 ºC. Для создания рельефных структур на поверхности алмаза создавались защитные контактные маски из металлов (алюминий и хром были выбраны из-за возможности их химического травления) и оксида алюминия (выбран из-за его высокой стойкости к физическому распылению). Нанесение пленок на поверхность образцов производилось магнетронным осаждением на установке AJA ORION 8. Формирование масок осуществлялось фотолитографией (стандартной и взрывной) на установке лазерной литографии прямого письма Heidelberg PG 101, оптимизированной для работы с маленькими образцами. После обработки плазмой остатки масок химически удалялись. Образцы с нанесенными масками подвергались реактивному ионному травлению. Параметры травления представлены в табл. 1 и 2. Опыт №1 с РИТ в атмосфере чистого SF6 был выполнен ранее [8]. В опыте №2 алмазная поверхность обрабатывалась только плазмой на основе CF4. В опытах №3 и №4 была осуществлена двухступенчатая обработка алмаза (переход из режима травления поверхности в режим ее пассивации и обратно). Реализация ее заключалась в переключении потоков SF6 и CF4. Конструкция установки, однако, не позволила выключать потоки газов полностью. Травление алмазной поверхности производилось при соотношении потоков CF4 и SF6 1:50, а пассивация – при соотношении потоков и 6:1. Один процесс обработки состоял из 5 циклов «1 мин пассивации + 8 мин травления» и продолжался, таким образом, 45 мин (табл. 1). Таблица 1 Параметры реактивного ионного травления синтетического алмаза Table 1. Parameters of reactive ion etching of diamond № 1 2 Состав SF6 CF4 3 4 CF4/SF6 6:1 1 мин + CF4/SF6 1:50 8 мин CF4/SF6 6:1 1 мин + CF4/SF6 1:50 8 мин t, мин N, Вт P, Па U, В 30 60 30 30 45 30 5 циклов по 1+8 мин 45 40 5 циклов по 1+8 мин Примечание: N – мощность ВЧ источника плазмы, P – давление в камере, t – время травления, U – потенциал нижнего электрода Note: N – RF power supply, P – pressure, U – lower electrode potential, t – etching time Зарядка нижнего электрода приводила к возникновению на нем отрицательного, по отношению к плазме, потенциала, ускоряющего ионы плазмы по направлению к подложке. Величина потенциала устанавливалась в зависимости от мощности ВЧ источника, газового состава и давления в реакторе. Поверхность образцов исследовалась до и после обработки плазмой на растровом электронном микроскопе (РЭМ) JSM-7600F и атомносиловом микроскопе (АСМ) Ntegra Prima. Скорость травления рассчитывалась по высоте структуры (ступеньки) на границе с маской после окончания РИТ. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ В табл. 2 приведены данные по скоростям травления и температурам подложек, устанавливающимся в процессе травления. Температура подложки и скорость травления зависели от типа газа и энергии ионов: при РИТ в атмосфере SF6 (опыт №1) подложка сильно разогревалась при существенной скорости травления 70 нм/мин, а скорость разрушения маски из алюминия была в 4 раза меньше. ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2014 том 57 вып. 5 5 6.3 1 6.3 7.5 6.3 7.5 170 240 220 135 240 200
Стр.3