«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «ХАРЬКОВСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ» На правах рукописи УДК: 539.216; 539.2; 538.97 ...»
Из таблицы видно, что величина структурного множителя (F*)2 для фуллерида, содержащего молекулы Ме@С60, определяется алгебраической суммой функций рассеяния молекулы С60 и легирующего компонента. Таким образом, инкапсуляция атомов металла во внутреннюю полость молекул С60 должна приводить к увеличению интенсивности отражения (111) относительно своего значения для чистого фуллерита, а также появлению рефлекса (200). В то же время, интенсивности линий (220) и (311) должны уменьшиться, так как функция молекулярного рассеяния С60 на соответствующих данным отражениям углах является отрицательной, вследствие чего алгебраическая сумма множителей рассеяния молекул фуллерена и примесных атомов становится меньше относительно значения МФФ молекул чистого фуллерена.
В случае заполнения атомами примеси октаэдрических пустот решетки фуллерита уменьшаться должны интенсивности отражений (111) и (220), а интенсивности отражений (200) и (311) должны увеличиваться.
При формировании структуры, в которой атомы примеси расположены в тетраэдрических междоузлиях, отражения (111) и (311) остаются неизменными, в то время как интенсивность отражения (220) должна снижаться.
Во всех рассмотренных случаях введение примеси в фуллерит должно приводить к появлению рефлекса (200). Причем его появление может быть обусловлено, как изменением параметра элементарной ячейки кристалла фуллерита, так и формированием подрешетки второго компонента. При этом характер перераспределения интенсивностей основных дифракционных максимумов может служить качественным признаком формирования той или иной структуры фуллерида.
С целью количественного определения степени влияния внедренной в фуллерит примеси на вид дифракционной картины были теоретически рассчитаны и построены зависимости интенсивностей рентгеновских отражений от параметра решетки для чистого ГЦК фуллерита (рис. 5.2), а также их концентрационные зависимости для модельных систем: ГЦК фуллерид с атомами висмута в октаэдрических междоузлиях кристаллической решетки (рис. 5.3), ГЦК фуллерид, сформированный из эндоэдральных молекул Bi@C60 (рис. 5.4), и ГЦК фуллерид с атомами серебра в тетраэдрических междоузлиях кристаллической решетки (рис. 5.5). При этом принималось, что параметр решетки легированных фуллеритов имеет постоянное значение и равен а = 14,2.
Рис. 5.2. Интенсивность дифракционных максимумов как функция параметра решетки фуллерита. Значения I(200) на графике умножены на 100.
Как видно из рис. 5.2, изменение параметра решетки чистого фуллерита в различной степени влияет на интенсивности основных максимумов, что приводит к изменению соотношения их интенсивностей и появлению отражения (200). При этом наиболее чувствительным к изменению параметра решетки является отношение интенсивностей линий I111 / I220, которое при увеличение параметра решетки от а = 13,9 до а = 14,3 изменяется в интервале (0,74 – 1,14). Полученные расчетным путем соотношения интенсивностей рентгеновских отражений для чистого фуллерита и их зависимости от параметра решетки находятся в хорошем соответствии с экспериментальными данными рентгеновской дифракции от поликристаллических пленок С60, а также с литературными данными [86], что указывает на возможность применения выбранной методики расчета для анализа структуры и построения теоретических дифрактограмм для поликристаллов модельных фуллеридов.
Для металлофуллеренового клатрата, в котором атомы висмута занимают октаэдрические междоузлия, степень изменения интенсивностей основных дифракционных максимумов гораздо выше, чем при изменении параметра решетки (рис. 5.3).
Следует обратить внимание на то, что для ряда отражений концентрационные зависимости их интенсивности не являются монотонными. Если принять, что в чистом ГЦК – фуллерите с параметром решетки а = 14,2 значение интенсивности отражения (111) равно I111 = 100 %, то с увеличением коэффициента заполнения октаэдрических пор интенсивность данного отражения уменьшается до I111 = 0 % при с 0,6, а затем снова увеличивается до I111 35 % при с = 1. Аналогичным образом меняется интенсивность отражения (220), значение которой достигает нуля при с 0,8, а при заполнении всех октаэдрических пустот составляет I220 2,41 %. Повышение содержания висмута в октаэдрических порах фуллерита приводит к появлению отражения (200), интенсивность которого достаточно сильно растет, достигая величины I200 = 138 % при с = 1. Также существенно повышается интенсивность линии (311), значение которой изменяется от 75 % при с = 0 до 494 % при с = 1, в результате чего данное отражение становится самым сильным.
Рис. 5.3. Зависимость интенсивности рентгеновских отражений от коэффициента заполнения октаэдрических пустот ГЦК кристалла фуллерита атомами висмута.
В фуллериде, содержащем эндоэдральные молекулы Bi@C60 (рис. 5.4), в интервале 0 < с < 1 интенсивность отражения (111) – растет от I111 = 100 % до I111 675 %. Концентрационная зависимость интенсивности отражения (311) проходит через минимум в точке с 0,6 (I311 = 0 %), после которого интенсивность данного отражения повышается до I311 = 23,3 % при с = 1. Интенсивности отражений (220) и (200) изменяются также, как и в случае заполнения атомами висмута октаэдрических междоузлий. При этом, на дифракционной картине от фуллерида, нацело состоящего из эндоэдральных молекул фуллерена, наиболее интенсивными должны быть отражения серии (111) и (200).
Рис. 5.4. Зависимость интенсивности рентгеновских отражений от доли эндоэдральных молекул в решетке ГЦК фуллерита.
В ГЦК фуллериде системы Ag – С60 с атомами металла в тетраэдрических междоузлиях (рис. 5.5) концентрационные зависимости интенсивностей отражений (220) и (200) аналогичны соответствующим зависимостям в других модельных системах, в то время как интенсивности отражений (111) и (311) остаются неизменными во всем концентрационном интервале. Такой ход зависимостей приводит к тому, что при с = 1, что соответствует составу Ag2С60, интенсивность рефлекса (200) составляет I200 180 % и данное отражение является самым сильным.
Рис. 5.5. Зависимость интенсивности рентгеновских отражений от коэффициента заполнения тетраэдрических пустот ГЦК кристалла фуллерита атомами серебра.
Анализ зависимостей, приведенных на рисунках 5.2 – 5.5, показал, что интенсивности в максимумах рентгеновских отражений от легированных фуллеритов в общем случае будут определяться суперпозицией вкладов в интенсивность, связанных как с изменением параметра решетки, так и с влиянием примесной подсистемы. Однако, дифракция рентгеновских лучей от атомов примеси в гораздо большей степени влияет на изменение соотношения интенсивностей отражений, чем изменение параметра решетки фуллерида. При этом, в зависимости от типа пустот, в которые внедрены атомы металла, и коэффициента их заполнения, интенсивности линий могут, как увеличиваться, так и уменьшаться. Таким образом, характер перераспределения интенсивностей дифракционных максимумов может служить качественным признаком преимущественно формируемой структуры фуллерида. А количественной мерой содержания примеси, внедренной в решетку, может служить величина соотношения интенсивностей отражений различных hkl. Причем для фуллеридов со структурным типом меди и NaCl наиболее чувствительным параметром к концентрации примеси является отношение интенсивностей отражений (111) и (311), а для фуллеридов со структурным типом CaF2 - отношение I(111), (311) / I(220), (200) или I(220) / I(200).
5.4. Экспериментальные данные изучения состава и структуры металлофуллереновых конденсатов системы С60 - Bi
С учетом установленных закономерностей формирования дифракционных картин кристаллами металлофуллеренов был проведен анализ структуры пленок С60 – Bi, полученных осаждением в вакууме потоков компонентов с повышенной энергией ионов висмута. Следует отметить, что результаты приведенных расчетов могут быть использованы только при изучении структуры поликристаллических нетекстурированных пленок металлофуллеренов или анализа порошковых дифрактограмм легированных фуллеритов.
По данным рентгеновского флуоресцентного анализа пленки, полученные путем совместного осаждения сублимированных молекул фуллерена и ускоренных ионов висмута при U = 50 В, представляли собой двухкомпонентые конденсаты с соотношением висмута и фуллерена от NBi/Nc60 = 1/10 до NBi/Nc60 = 3/1. Результаты, полученные методом сканирующей растровой микроскопии пленок С60–Bi, свидетельствуют о неоднородном распределении компонентов в полученных конденсатах. В образцах с избыточным содержанием металлической компоненты фаза фуллерита представлена изолированными глобулярными выделениями размером около 200 нм, окруженными областями сегрегированного висмута (рис. 5.6).
Рис. 5.6. Изображение поверхности пленок С60 – Bi, полученных совместным осаждением ионов висмута и молекул фуллерена, и распределение компонентов в них.
Методом рентгеновской дифрактометрии изучена структура пленок, полученных осаждением двухкомпонентного потока сублимированных молекул фуллерена и ускоренных ионов висмута. Типичные дифрактограммы образцов приведены на рис. 5.7.
Как видно из рисунка, при малых концентрациях висмута на дифрактограммах присутствуют отражения, соответствующие ГЦК структуре фуллерита. Причем соотношение интенсивностей главных рентгеновских максимумов соответствует литературным и расчетным значениям, характерным для рентгенограмм от порошкового ГЦК фуллерита, что свидетельствует о формировании нетекстурированных пленок С60. Отсутствие отражений от висмутовой фазы свидетельствует о том, что висмут, по-видимому, распределен в объеме конденсата в виде рентгеноаморфных нанокластеров или микровлючений.
Рис. 5.7. Фрагменты дифрактограмм пленок С60–Bi.
а - NBi/NC60 1/10; б - NBi/NC60 1/1; в - NBi/NC60 3/1.
С увеличением содержания металлической компоненты в пленках до NBi/NC60 1/1 на дифрактограммах появляются отражения от висмутовой фазы, по ширине которых был определен средний размер висмутовых выделений ~ 40 – 50 нм. Рост содержания висмута в пленках сопровождается уширением рентгеновских линий, соответствующих ГЦК решетке фуллерита, что свидетельствует о снижении степени кристалличности фуллеритовой фазы вплоть до ее полной аморфизации при NBi/Nc60 = 3/1. При этом наблюдается формирование отдельной кристаллической фазы чистого висмута.
На основании полученных экспериментальных данных предложена модель структурообразования пленок системы С60–Bi при совместном осаждении компоненнтов. Согласно данной модели отсутствие висмута в кристаллической решетке фуллерита может быть объяснено высокими скоростями диффузии компонентов в процессе конденсации, вследствие чего атомы висмута диффундируют на границы растущих зерен фуллерита и формируют отдельные сегрегации. Увеличение содержания висмута в пленках приводит к выделению металлической компоненты на межзеренных границах ГЦК кристалла фуллерита в виде рентгеноаморфных нанокластеров при NBi / Nc60 = 1/10 или микровключений при NBi / Nc60 = 1. Рост металлической фазы подавляет процессы рекристаллизации растущих зерен фуллерита, что приводит к ухудшению совершенства ГЦК структуры фуллерита вплоть до ее аморфизации при NBi / Nc60 = 3.
Предварительный рентгеноструктурный анализ пленок фуллерита, осажденных на кремниевые подложки путем испарения фуллеренового порошка из эффузионной ячейки Кнудсена, показал, что исследуемые образцы также являются поликристаллическими нетекстурированными конденсатами с ГЦК решеткой, о чем свидетельствовало хорошее соответствие соотношения интенсивностей главных рентгеновских линий с табличными и расчетными значениями для порошковых рентгенограмм чистого ГЦК фуллерита.
Рентгеновский флуоресцентный анализ состава пленок фуллерита, облученных ускоренными ионами висмута, показал, что ионное облучение пленочной мишени С60 приводит к насыщению фуллерита висмутом и формированию металлофуллереновых конденсатов с интегральным соотношением атомов висмута и молекул фуллерена равным NBi / NC60 1. Характерной особенностью исследуемых конденсатов является то, что в отличие от пленок, сформированных совместным осаждением компонентов, в облученных образцах не наблюдается заметного отличия между содержанием висмута в зернах фуллерита и на их границах (рис. 5.8).
Рис.5.8. Изображение поверхности пленок фуллерита, облученных ионами висмута, и распределение компонентов в них.
Экспериментальные дифрактограммы от данных образцов (рис. 5.9) содержали отражения на углах, соответствующих межплоскостным расстояниям кристаллов чистого висмута и ГЦК фуллерита, что указывает на формирование двухфазной структуры пленок. Однако соотношение интенсивностей отражений от ГЦК фазы данного композита не соответствует значениям, характерным для чистого фуллерита. Опираясь на результаты расчетов, описанных в п.5.3, был проведен анализ результатов дифрактометрии данных образцов.
Рис. 5.9. Экспериментальная дифрактограмма пленки фуллерита, допированной атомами висмута, и теоретическая штрих - рентгенограмма нетекстурированной пленки чистого ГЦК фуллерита.
Тот факт, что наиболее сильной линией на дифрактограмме является отражение (311) свидетельствует о формировании структуры, в которой часть атомов висмута занимает октаэдрические пустоты ГЦК кристалла фуллерита. Исходя из величины соотношения I(111) / I(311) 0,7 была проведена оценка коэффициента заполнения висмутом октаэдрических пустот кристалла фуллерита, по результатам которой значение коэффициента заполнения составило с 0,1.
- 5.5. Выводы к разделу 5
1. На основе теоретических исследований закономерностей формирования дифракционных картин от кристаллов фуллеритов, легированных атомами металлов, обнаружено, что наличие примеси в пустотах кристаллической решетки фуллерита существенным образом влияет на вид дифракционной картины, приводя к значительному изменению соотношения интенсивностей рентгеновских отражений. Установлено, что характер перераспределения интенсивностей дифракционных максимумов определяется типом пустот, занимаемых примесными атомами в кристалле фуллерита. При этом степень изменения интенсивностей рентгеновских линий зависит в основном от параметра решетки металлофуллеренового клатрата, сорта легирующих частиц и концентрации заполненных ими пустот кристаллической решетки.
2. С учетом закономерностей формирования дифракционных картин кристаллами металлофуллеренов изучена структура пленок системы С60 – Bi, полученных осаждением потоков компонентов с повышенной энергией ионов металла.
3. Установлено, что при совместном осаждении сублимированных молекул фуллерена и ускоренных ионов висмута формируются нетекстурированные металлофуллереновые конденсаты, степень структурного совершенства которых определяется соотношением компонентов в пленке. При малом содержании висмута пленки системы С60 – Bi представляют собой ГЦК кристаллы фуллерита с микровключениями рентгеноаморфной фазы висмута. При увеличении содержания висмута до NBi / Nc60 = 1 на границах зерен С60 происходит формирование отдельных микровключений висмута, сопровождающееся ухудшением структурного совершенства ГЦК фазы фуллерита. При NBi / Nc60 = 3 происходит аморфизация фуллерита и выделение кристаллической фазы висмута.
- Установлено, что облучение нетекстурированных пленок фуллерита ускоренными ионами висмута приводит к формированию металлофуллереновых конденсатов, которые при интегральном соотношении компонентов NBi / Nc60 = 1 состоят из кристаллических фаз чистого висмута и металлофуллеренового клатрата, образованного в результате заполнения атомами висмута октаэдрических междоузлий ГЦК решетки фуллерита с интегральным коэффициентом заполнения междоузельных пустот с 0,1.
Основные результаты, изложенные в данном разделе, опубликованы в [90, 97].
ВЫВОДЫ
В диссертационной работе решена поставленная задача по экспериментальному установлению физических закономерностей формирования одно– и двухкомпонентных пленок системы С60 – Bi, определению их структурного состояния и выявлению физической сути протекающих в них процессов при наличии в осаждаемых потоках ионов металла повышенной энергии.
Основными и наиболее важными научными результатами являются:
- Путем осаждения в вакууме термически испаренных молекул С60, ускоренных ионов висмута и их совместной конденсации синтезированы одно- и двухкомпонентные пленки системы С60 – Bi. Рентгенографическими и электронно-оптическими методами изучена структура сформированных конденсатов.
- По скорости испарения в вакууме пленок фуллерита, не подвергавшихся воздействию атмосферного кислорода и ультрафиолетового облучения, установлено, что экспериментально полученная температурная зависимость давления насыщенных паров фуллерена, эквидистантно смещена приблизительно на 100° в сторону низких температур относительно данных, приводимых в справочной литературе.
- Предложен критерий парного взаимодействия ускоренных частиц с молекулой С60, исходя из которого указан интервал энергий ионов висмута (8.8 эВ < ЕBi < 365 эВ), в котором может быть реализовано физическое молекулярное распыление фуллерита. Экспериментально обнаружено, что в условиях облучения фуллеритовой мишени ионами висмута в интервалах энергии ионов (50 – 200) эВ при температурах (100 °С – 270 °С) происходит выход вещества из мишени в виде целых молекул С60. При этом эрозия фуллерита является суперпозицией доминирующих в различных температурных интервалах процессов термического испарения, радиационно-ускоренной сублимации и физического молекулярного распыления.
- Обнаружено повышение критических температур конденсации при увеличении энергии осаждаемых ионов висмута в интервале (20 – 120) эВ. При этом скорость осаждения немонотонно зависит от энергии ионов. Совместное осаждение потоков сублимированных молекул С60 и ионов висмута с энергией выше некоторого порогового уровня приводит к появлению эффекта ионно-стимулированной конденсации фуллерена при температуре подложек выше критической.
- Расчетным путем установлено, что наличие примеси в октаэдрических, тэтраэдрических и внутримолекулярных пустотах ГЦК кристалла фуллерита существенным образом влияет на вид дифракционной картины, приводя к значительному перераспределению интенсивностей рентгеновских отражений. Показано, что при формировании легирующим компонентом периодических структур, задаваемых матрицей фуллерита, величина соотношения интенсивностей рентгеновских линий определяется в основном параметром решетки, типом преимущественно формируемой структуры фуллерида, сортом легирующих частиц и концентрацией заполненных атомами металла пустот кристалла фуллерита.
- Исследована структура пленок системы С60 – Bi, сформированных при совместном осаждении компонентов. Установлено, что при осаждении двухкомпонентного потока сублимированных молекул фуллерена и ускоренных ионов висмута формируются нетекстурированные металлофуллереновые конденсаты, степень структурного совершенства которых определяется соотношением компонентов в пленках. Предложена модель формирования металлофуллереновых конденсатов, согласно которой высокая скорость диффузии компонентов при их совместной конденсации приводит к выделению висмута преимущественно на межзеренных границах ГЦК кристалла фуллерита в виде рентгеноаморфных нанокластеров при результирующем соотношении компонентов NBi / Nc60 1/10 или микровключений при NBi / Nc60 1. Рост металлической фазы подавляет процессы рекристаллизации растущих зерен фуллерита, что приводит к ухудшению совершенства ГЦК структуры фуллерита вплоть до ее аморфизации при NBi / Nc60 3.
- Экспериментально установлено, что ионное облучение сформированных пленок С60 ускоренными ионами висмута с энергией ~ 100 эВ приводит к насыщению фуллерита атомами висмута, которые при результирующем соотношении компонентов NBi / Nc60 1 преимущественно сегрегированны в виде отдельной фазы. При этом часть атомов висмута размещается в октаэдрических пустотах ГЦК кристалла фуллерита, образуя металлофуллереновый клатрат с интегральным коэффициентом заполнения пор равным с 0,1.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
- Фуллерены: учебное пособие / [Л.Н. Сидоров, М.А. Юровская, А.Я. Борщевский и др.]. - М.: Экзамен, 2005. - 688 с.
- Елецкий А.В. Фуллерены / А.В. Елецкий, Б.М. Смирнов // Успехи физических наук. – 1993. – Т. 163, № 2. – С. 33 – 60.
- Laszlo Forro1. Electronic properties of doped fullerenes / Laszlo Forro1, Laszlo Mihaly // Rep. Prog. Phys. - 2001. – V. 64. - P. 649–699.
- A new hard allotropic form of carbon: dream or reality? / I. Konyashin, V. Khvostov, V. Babaev [at all] // International journal of refractory metals & hard materials. - 2006. – V. 24. – P. 17 – 23.
- Т.Л. Макарова. Электрические свойства мономерных и полимеризованных фуллеренов / Т.Л. Макарова // Физика и техника полупроводников. – 2001. - Т. 35, вып. 3. - С. 257 – 293.
- Wentao Xu. Preparing (111) – oriented C60 crystalline films on NaCl substrate / Wentao Xu // Journal of crystal growth. – 2000. V. 220. – Р. 96 – 99.
- High oriented epitaxial oligomer/fullerene structures grown by hot wall epitaxy / A. Yu. Andreev, G. Matt, H. Sitter [at all] // Synthetic Metals. – 2001. - V. 116. – Р. 235 – 239.
- Jiro Nishinaga. Selective growth of C60 layers on GaAs and their crystalline characteristics / Jiro Nishinaga, Masaaki Ogawa, Yoshiji Horikoshi // Thin Solid Films. - 2004. - V. 464 – 465. – Р. 323 – 326.
- Ориентированный рост бескислородных кристаллитов С60 на кремниевых подложках / Т.Л. Макарова, И.Б. Захарова, Т.И. Зубкова [и др.] // Физика твердого тела. - 1999. - Т.41, вып.2. – C. 354 – 359.
- Wentao Xu. Sb induced compact-fractal-compact growth transition of C60 films / Wentao Xu, J.G. Hou, Z.Q. Wu // Solid State Communications. – 1998. - V. 107, № 10. - P. 557 – 560.
- Surfactant effect of Sb on the growth of (111) orientated fullerene thin films / J.G. Hou, Wentao Xu, Wang Haiqian [at all] // Journal of Applied Physics. - 1998. – V. 84, № 5. - P. 2906 -2908.
- The electron transport properties of photo - and electron-beam-irradiated C60 films / Jun Onoe, Tomonobu Nakayama, Nasakasu Aono [at all] // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2004. – V.65. – P. 343 – 348.
- Ryuchiro Maruyama. The electrical transport properties of C60 treated by argon plasma / Ryuchiro Maruyama // Journal of Molecular Structure. - 2007. – V. 831. – P. 10 - 17.
- P. Reinke. Surface modification of C60 by ion irradiation studied with photoelectron spectroscopy / P. Reinke, P. Oelhafen // Journal of Chemical Physics. - 2002. - V. 116, № 22. – P. 9850 – 9855.
- V.V. Shnitov. Fullerite C60 as electron-beam resist for dry nanolithography / V.V. Shnitov, V.M. Mikoushkin, Yu.S. Gordeev // Microelectronic Engineering. - 2003. - V. 69. – P. 429 – 434.
- Синтез и исследование борозамещенного фуллерена и фуллерена со скандием / Г.Н.Чурилов, А.С. Алиханян, М.И. Никитин [и др.] // Письма в ЖТФ. – 2003. - Т. 29, вып. 4. - С. 81 – 85.
- Thermal stability of the endohedral fullerenes NaC60, NaC70, and PaC60 / M. Waiblinger, K. Lips, W. Harneit [at all] // Physical Review B. – 2001. - V. 63. - P. 045421(5).
- Insertion of Be atoms in C60 fullerene cages: Be@C60 / Tsutomu Ohtsuki, Kazuyoshi Masumoto, Kaoru Ohno [at all] // Phys. Rev. Letters. - 1996. - V. 77, №17. - P. 3522 – 3524.
- Елецкий А.В. Фуллерены и структуры углерода / А.В. Елецкий, Б.М. Смирнов // Успехи физических наук. - 1995. - Т. 165, № 9. - P. 977 – 1009.
- Superconductivity of Ba doped C60 – susceptibility results and upper critical field / M. Baenits, M. Heize, K. Lders [at all] // Solid State Communications. - 1995. - V. 96, № 8. - P. 539 – 544.
- Structural and chemical modifications in Cu – supported C60 thin films exposed to an atmosphere of air or iodine / E.A. Katz, D. Faiman, S. Shtutina [at all] // Physica B. - 2001. – V. 304. – P. 348 – 356.
- N. Kirova. Field induced diffusion of gold and related phase transformations in fullerenes C60 and C70 / N. Kirova, L. Firlej, A. Zahab // Carbon. - 1998. - V. 36, № 5-6. - P. 649 – 652.
- Contact electrode diffusion into C60 thin films / L. Firlej, A. Zahab, F. Brocard [at all] // Synthetic Metals. - 1997. – V. 86. - P. 2331 – 2332.
- Field – induced metal diffusion into C60 thin films / A. Zahab, L. Firlej, F. Brocard [at all] // Synthetic Metals. - 1996. – V. 77. – P. 56 – 61.
- Diffusion processes for doping of C60 (fullerene) thin films / E.A. Katz, D. Faiman, S.M. Tuladhar [at all] // Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2003. – V. 75. - P. 421 – 426.
- Kazuya Tada. Preparation of donor – acceptor nanocomposite through electrophoretic deposition / Kazuya Tada, Mitsuoshi Onoda // Current Applied Physics. - 2005. – V. 5. - P. 5-8.
- A.V. Talyzin. A comparative Raman study of some transition metal fullerides / A.V. Talyzin, U. Jansson // Thin Solid Films. - 2003. – V. 429. – P. 96 – 101.
- Photoelectric investigations of Charge transferring metal-doped [60] fullerenes / Xiu Liu, Yajie Jia, Lijun Guo [at all] // Solar Energy Materials & Solar Cells. - 2005. – V. 87. – P. 5 – 10.
- A.V. Talyzin. Deposition and characterization of NbxC60 films // A.V. Talyzin, Hans Hogberg, U. Jansson // Thin Solid Films. - 2002. – V. 405. – P. 42 – 49.
- Electrical and defect properties of Sn – doped C60 thin films / N. Ke, W.Y. Cheung, S.P. Wong [at all] // Carbon. - 1997. - V. 35, № 6. - P. 759 – 762.
- Wei Zhao. Metal vapor synthesis of air-sensitive transition metal fullerides: evidence of IR spectra / Wei Zhao, Yuxin Li, Liguan Chen // Solid State Communications. - 1994. - V.92, № 4. - P. 313 – 317.
- Study of Microstructure and interfacial interaction in Al-C60 co-evaporated films / J.G. Hou, Yongqing Li, Yan Wong [at all] // Phys. Stat. Sol. A. - 1997. – V. 163. - P. 403 – 409.
- Cu–C60 interaction and nano-composite structures / J.G. Hou, Xiang Li, Haiqian Wang [at all] // Journal of Physics and Chemistry of Solids. - 2000. – V. 61. – P. 995–998.
- The connection between optical properties and electron structure of Cu – C60 single – layer films / O.P. Dmytrenko, M.P. Kulish, E.M. Shpilevskiy [at all] // Functional Materials. – 2003. – V. 10, № 3. – P. 521 – 524.
- Photoelectron spectroscopy measurements of the valence band structures of polymerized thin films of C60 and La0.1C60 / B. Ha, J.H. Rhee, Y. Li [at all] // Surface Science. – 2002. – V. 520. – P. 186 – 192.
- Formation of carbon nanotubes under conditions of Co + C60 film / V. Lavrentiev, H. Abe, S. Yamamoto [at all] // Physica B. – 2002. – V. 323. – P. 303 – 305.
- Оптические и электрические свойства пленок С60Тех / Т.Л. Макарова, В.Г. Мелехин, И.Т. Серенков [и др.] // Физика твердого тела. – 2001. – Т. 43, вып. 7. – С. 1336 – 1342.
- Electronic transport properties of polycrystalline SmxC60 / X.H. Chen, S.Y. Li, G.G. Qian [at all] // Physical Review B. – 1998. - V. 57, № 17. – P. 10770 – 10774.
- Габович М.Д. Пучки ионов и атомов для управляемого термоядерного синтеза и технологических целей / Габович М.Д., Плешивцев Н.В., Семашко Н.Н. - М.: Энергоатомиздат, 1986. – 117 c.
- Шпилевский М.Э. Фуллерены и фуллереноподобные структуры – основа перспективных материалов / М.Э. Шпилевский, Э.М. Шпилевский, В.Ф. Стельмах // Инженерно-физический журнал. – 2001. –Т. 74, № 6. – С. 106 – 112.
- Effect of heavy ion irradiation on C60 / S. Lotha, A. Ingale, D.K. Avasthi [at all] // Solid State Communications. – 1999. – V. 111. – P. 55 – 60.
- Stanciu C. / Photopolymerization of C60 and Li@C60 studied by second-harmonic generation and infrared spectroscopy // C. Stanciu, R. Ehlich, I.V. Hertel / Appl. Phys. A. – 2004. – V. 79. – P. 515 – 520.
- Tibor Braun. Endohedral incorporation of argon atoms into C60 by neutron irradiation / Tibor Braun, Henrik Rausch // Chemical Physics Letters. - 1995. –V. 237. – P. 443 – 447.
- Structure and phase composition of sputter deposits from a C60 target bombarded by argon and xenon ions /V.A. Dudkin, V.E. Pukha, A.S. Vus [at all] // Vacuum. – 2003. – V. 68. –P. 251 – 256.
- Особенности распыления фуллереновых пленок С60 при бомбардировке ионами и атомами аргона с энергией 0,1 – 1 keV / И.П. Сошников, А.В. Лунев, М.Э. Гаевский [и др.] // Журнал технической физики. – 2000. – Т. 70, вып. 6. – С. 98 – 101.
- Елецкий А.В. Эндоэдральные структуры / А.В. Елецкий. // Успехи физических наук. – 2000. - Т.170, № 2. – С. 113 – 142.
- Yogo A. Damage and polymerization of C60 films irradiated by fast light and heavy ions / A.Yogo, T. Majima, A. Itoh // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. – 2002. – V. 193. – P. 299 – 304.
- Electron beam induced fragmentation of fullerene derivatives / A.P.G. Robinson, R.E. Palmer, T.Tada [at all] // Chemical Physics Letters. – 1998. –V. 289. – P. 586 – 590.
- Бериш Р. Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Физическое распыление одноэлементных твердых тел / Бериш Р.; пер. с англ. В.А. Молчанова - М.: Мир, 1984. - 253 c. – вып. 1.
- Бериш Р. Распыление под действием бомбардировки частицами. Характеристики распыленных частиц, применения в технике / Р. Бериш, К. Виттмак.; пер. с англ. В.А. Молчанова – М.: Мир, 1998. – 551с. - вып. III.
- Габович М.Д. Физика и техника плазменных источников / Габович М.Д. - М.: Атомиздат, 1972. – 304 с.
- Вакуумные дуги / [Дж. Кобайн, Г. Эккер, Дж. Фаррел и др ]; под ред. Джеймса Лафферти.; пер. с англ. В.И. Раховского. - М.: Мир, 1982. – 432с.
- Исследования направленных скоростей ионов в вакуумном дуговом разряде эмиссионными методами / А.С. Бугаев, В.И. Гушенец, А.Г. Николаев [и др.] // Журнал технической физики. – 2000. - Т. 70, вып. 9. – С. 37 – 43.
- Вакуумно-дуговые источники фильтрованной плазмы: история, теория, практика, перспективы: сборник докладов 6-й Международной конференции [«Вакуумные технологии и оборудование»], (Харьков, 21 – 26 апр. 2003 г.) / Харьковская научная ассамблея. – Х.: ННЦ ХФТИ, «Константа», 2003. – 340 с.
- Ионов Н.И. Исследование газоразрядной и космической плазмы с помощью многоэлектродных зондов / Н.И. Ионов // ЖТФ. – 1964. – Т. 34, № 5. - С. 769 - 788.
- Сысун В.И. Зондовые методы диагностики плазмы: учебное пособие / Сысун В.И. - Издательство Петрозаводского университета, 1997. -59 c.
- Каган Ю.М. Зондовые методы исследования плазмы / Каган Ю.М., Перель В.И. // УФН. – 1963. - T. LXXXI, № 3. - 409 – 452.
- Исследование интеркалированных фуллереновых пленок методом рассеяния ионов средних энергий / В.В Афросимов, И.Б. Захарова, Р.Н. Ильин [и др.] // ФТТ. – 2002. – Т. 44, вып. 3. - С. 481- 482.
- Х. Эрхард. Рентгенофлуоресцентный анализ / Х. Эрхард. - М.: Металлургия, 1985. - 255 с.
- The elastic stiffness matrix of single-crystal C60 / N.P. Kobelev, R.K. Nikolaev, Ya.M. Soifer [at all] // Chemical Physics Letters. – 1997. – V. 276. – P. 263 - 267.
- Булычев С. И. Испытание материалов непрерывным вдавливанием индентора / С.И. Булычев, В.П. Алехин. – М.: Машиностроение, 1990. - 224 с.
- Pharr G.M. On the generality of the relationship among contact stiffness, contact area, and elastic modulus / G.M. Pharr, W.C. Oliver, F.R. Brotzen. // J. Mater. Res. – 1992. - V.7, № 3. – Р. 613 – 617.
- Технология тонких пленок: справочник / Под ред. Л. Майселла, Р. Глэнга. - М.: Советское радио, 1977. - Т1, 662 c.
- Фототрансформация пленок С60 в присутствии и в отсутствии кислорода / Т.Л. Макарова, В.И. Сахаров, И.Т. Серенков [и др.] // Физика твердого тела. – 1999. - Т. 41, вып. 3. – С. 554 – 558.
- Radiation-stimulated modification of C60 films on Si – oxide surfaces / A.V. Shikin, S.I. Fedoseenko, I.M. Aliev [at all] // Journal of Electron Spectroscopy and related Phenomena. – 2005. – V.148. – P. 142 – 150.
- Ito A. Photo-induced polymerization and oxidation of C60 observed by photoelectron spectroscopy / A. Ito, T. Morikawa, T. Takahashi. // Chemical Physics Letters. – 1993. – V. 211, № 4,5. – P. 333 – 336.
- Effective photopolymerization of C60 films under simultaneous deposition and UV light irradiation: Spectroscopy and morophology study / V.A. Karachevtsev, P.V. Mateichenko, N.Yu. Nedbailo [at all] // Carbon. – 2004. – V. 42. – P. 2091 – 2098.
- Макарова Т.Л. Электрические и оптические свойства мономерных и полимеризованных фуллеренов / Т.Л. Макарова // Физика и техника полупроводников. – 2001. – Т. 35, вып 3. - 257 – 293.
- Magnetism in photopolymerized fullerenes / T.L. Makarova, K.H. Han, P. Esquinazi [at all] // Carbon. – 2003. – V. 41. – P. 1575 – 1584.
- Nanoindentation of diamond, graphite and fullerene films / Asta Richter, Ronald Ries, Roger Smith [at all] // Diamond and Related Materials. – 2000. – V. 9. – P. 170 – 184.
- Manika I. Atmosphere-induced change of microhardness and plasticity of C60 single crystals and polycrystalline films // I. Manika, J. Maniks, J. Kalnacs // Carbon. – 1998. - V. 36, №. 5-6. - P. 641 – 644.
- Скачкообразный переход от упругого к упругопластическому деформированию на начальной стадии наноиндентирования : доклады РАН. – Т. 393, №2., 2003. - С. 180-183.
- Bradby J.E. Pop-in events induced by spherical indentations in compound semiconductors // J.E. Bradby, J.S. Williams, M.V. Swain // J. Mater. Res. – 2004. – V. 19, №. 1. – P. 380-386.
- Pop-in effect as homogeneous nucleation of dislocations during nanoindentation / D. Lorenz, A. Zeckzer, U. Hilpert [at all] // Phys. Rev. B. – 2003. - V. 67. – 1721010 р.
- Особенности испарения пленок С60 / А.Н. Дроздов, А.С. Вус, В.Е. Пуха [и др.] // Физика твердого тела. – 2008. – Т. 50, вып. 1. – С. 188 – 190.
- Влияние нанослоев висмута на ориентированный рост фуллерена С60 на аморфных положках / В.Е. Пуха, В.В. Варганов, И.Ф. Михайлов [и др.] // Физика твердого тела. – 2004. – Т.46, №8. – С.1526–1528.
- The structure and nanoindentation of C60 films / V.E. Pukha, A.N. Drozdov, A.T. Pugachev [at all] // Functional Materials. – 2007 – V.14, №2. – P.209–211.
- Roth J. Erosion of carbon due to bombardment with energetic ions at temperatures up to 200 K / J. Roth, J. Bohdansky, K.L. Wilson // Journal of Nuclear Materials. – 1982. – V. 111 & 112. – P. 775 – 780.
- Very large sputtering yields of ion irradiated C60 films / F.C. Zawislak, M. Behar, D. Fink [at all] / Physics Letters A. – 1997. – V. 226. – P. 217 – 222.
- Yamamura Y. Few collisions approach for threshold sputtering / Y. Yamamura, J. Bohdansky / Vacuum. – 1985. – V. 35, №12. – P. 561 - 571.
- Damage of ion irradiated C60 films / F.C. Zawislak, D.L. Baptista, M. Behar [at all] / Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B. – 1999. – V. 149. – P. 336 – 342.
- Florian Banhart. Irradiation effects in carbon nanostructures / Florian Banhart // Rep. Prog. Phys. – 1999. – V. 62. – P. 1181 – 1221.
- Masatoshi Sakai. Raman scattering study of photopolymerization kinetics in C60 crystals / Masatoshi Sakai, Masao Ichida, Arao Nakamura // Chemical Physics Letters. – 2001. – V. 335. – P. 559 - 566.
- Месяц Г.А. Механизм генерации аномальных ионов вакуумной дуги / Г.А. Месяц, С.А. Баренгольц // УФН. – 2002. – Т. 172, № 10. – С. 1113 - 1130.
- Физико-химические свойства окислов: справочник / Под ред. Г.В. Самсонова. – М.: Металлургия, 1978. - 456 с.
- И.Т. Гороновский Краткий справочник по химии / И.Т. Гороновский, Ю.П. Назаренко, Е.Ф. Некряч. – К.: Наукова думка, 1965. - 836 с.
- Исаев С.И. Курс химической термодинамики / Исаев С.И. - М.: Машиностроение, 1975. - 256 с.
- Молекулярное распыление фуллерита низкоэнергетичными ионами висмута / А.Н. Дроздов, А.С. Вус, В.Е. Пуха [и др.] // Физика твердого тела. – 2009. – Т.51, В.5. – С.1034–1038.
- Зависимость коэффициента конденсации висмута от энергии частиц, осаждаемых из ионного пучка на кремниевые подложки / В.Е. Пуха, И.Ф. Михайлов, А.Н. Дроздов [и др.] // Физика твердого тела. – 2005.– Т.47, №3.– С.572–574.
- Изучение процесса конденсации и структуры пленок системы С60 – Bi, полученных совместным осаждением молекулярного потока фуллерена и ускоренных ионов висмута: материалы 6 Всероссийской школы – конференции [«Нелинейные процессы и проблемы самоорганизации в современном материаловедении (индустрия наносистем и материалы)»], (Россия, Воронеж, 14–20 окт. 2007 г.) / Министерство образования и науки Российской Федерации, отделение химии и наук о материалах РАН [и др.].– Воронеж: Научная книга, 2007. – С.65–67.
- Молекулярный формфактор и анализ дифракционной картины кристаллов фуллерена / Е.В. Шулаков, Р.А. Диланян, О.Г. Рыбченко [и др.] // Кристаллография. – 1996. - Т. 41, №1. – С. 39 - 42.
- Kazumasa Narumi. Modification of C60 thin films by ion irradiation / Kazumasa Narumi, Hiroshi Naramoto // Surface and Coatings Technology. – 2002. – V. 158 – 159. – P. 364 – 367.
- Bernshtein V. Surface diffusion and desorption of exohedral Li+ from the surface of fullerene / V. Bernshtein, I. Oref // Phys.Rev. A. – 2001. – V. 63. – P. 043201 – 043209.
- Л.И. Миркин. Справочник по рентгеноструктурному анализу поликристаллов / Л.И. Миркин. – М.: Государственное издательство физико-математической литературы, 1961. - 863 с.
- Кристаллография, рентгенография и электронная микроскопия / [Я.С. Уманский, Ю.А. Скаков, А.Н. Иванов, Л.Н. Расторгуев]. – М.: Металлургия, 1982. - 602 с.
- М.А. Кривоглаз. Теория рассеяния рентгеновских лучей и тепловых нейтронов реальными кристаллами / М.А. Кривоглаз. – М.: Наука, 1967. - 137 с.
- Влияние концентрации примеси на соотношение интенсивностей рентгеновских отражений от кристаллов металлофуллеренов / А.Н. Дроздов, А.С. Вус, В.Е. Пуха [и др.] // Физическая инженерия поверхности. – 2009. –Т.7, №1–2. – С.142–147.
ПРИМЕЧАНИЕ
Соавторы публикаций по теме диссертации и их вклад в совместные работы:
Пугачев А.Т. – научный руководитель, с которым обсуждались все аспекты работы;
Вус А.С., Пуха В.Е. – создание экспериментального оборудования, разработка методик синтеза образцов, техническая помощь в проведении экспериментов, обсуждение результатов;
Дуб С.Н. – проведение наномеханических испытаний пленок фуллерита;
Зубарев Е.Н. – проведение электронно-микроскопических исследований;
Пинегин В.И., Варганов В.В. – проведение рентгенографических исследований
Михайлов И.Ф., Фомина Л.П. – проведение рентгеновского флуоресцентного анализа, обсуждение результатов по конденсации ускоренных ионов висмута;
В заключение выражаю искреннюю благодарность моему научному консультанту, доктору физ. – мат. наук, проф. Пугачеву А.Т. за помощь в оформлении диссертации и подготовке ее к защите.
Выражаю сердечную благодарность канд. физ. – мат. наук Вусу А.С. за проведение научных консультаций и канд. физ. – мат. наук Пухе В.Е., которые проявляли искреннюю заботу, всестороннюю поддержку и непосредственно оказывали мне помощь на всех этапах выполнения работы.
Искренне признателен д.-р. физ.- мат. наук Дубу С.Н., Зубареву Е.Н., Михайлову И.Ф., канд. физ.- мат. наук Стеценко А.Н., Пинегину В.И., Варганову В.В., Фоминой Л.П., в соавторстве с которыми выполнен ряд работ, вошедших в диссертацию, а также коллективу лаборатории физической кинетики кафедры физики металлов и полупроводников НТУ «ХПИ» за всестороннюю помощь при выполнении работы.
