Дипломная работа на тему: Стоящее время исследование тонких ферромагнитных пленок является перспективным ввиду возможности

Введение

В настоящее время исследование тонких ферромагнитных пленок является перспективным ввиду возможности создания композиционных постоянных магнитов для микромеханики и высокочувствительных магнитных датчиков, способных обнаруживать слабые магнитные поля движущихся объектов. Огромный интерес для исследований представляют пленки системы Со-Рt благодаря наличию в них перпендикулярной анизотропии, т. е. возможности возникновения в них оси легкого намагничивания, направленной перпендикулярно к плоскости пленки. Данное свойство широко используется для создания устройств с ультравысокой плотностью записи данных [1].

Существует множество способов получения металлических тонких пленок. Но среди них наиболее перспективным является метод химического осаждения из газовой фазы (CVD), так как позволяет получать пленки высокой чистоты, с высокой однородностью толщины и состава, минимальными повреждениями подложки, высокими скоростями осаждения и возможностью нанесения на изделия сложной формы [2]. Процесс получения пленок с заданными свойствами данным методом весьма сложный. Существует множество параметров CVD-осаждения, оказывающих влияние на свойства получаемых пленок: химический состав и температура испарителя, температура подложки, давление в камере, время осаждения и другие. При этом для каждого материала пленок существуют свои оптимальные условия осаждения, при которых пленки характеризуются наилучшим сочетанием свойств. Исходя из этого, для облегчения исследования пленок системы Со-Рt и нахождения оптимальных параметров их получения, целесообразно сначала определить оптимальное сочетание параметров CVD-осаждения для пленок Со и Рt по отдельности.

Влияние условий CVD-осаждения на свойства пленок Со уже изучалось [3]. Однако практически отсутствуют исследования для пленок Со, полученных из диимината кобальта Со(N'acN'ас)2, применяемого в качестве предшественника. Предшественник (металлоорганическое соединение, из которого получают пленки) существенно меняет характер влияния параметров CVD-осаждения на свойства пленок [4]. Учитывая данный факт, а также то, что дииминаты металлов обладают рядом преимуществ: отсутствием кислорода, высокими летучестью, стабильностью, чистотой разложения и практическим выходом [5], необходимо исследовать влияние параметров осаждения на структуру и эксплуатационные характеристики пленок Со, полученных методом CVD из Со(N'acN'ас)2.

Таким образом, целью данной работы является исследование возможности получения пленок Со методом CVD из Со(N'acN'ас)2 с заданными магнитными и электрическими свойствами.

химический осаждение пленка кобальт

Оглавление

- Введение

- Обзор литературы

- Получение металлических пленок и покрытий методами CVD и PVD

- Влияние условий осаждения на структуру, электрические и магнитные свойства пленок Со

- Влияние условий осаждения на структуру и магнитные свойства пленок системы Со-Рt

- Постановка задач

- Объект и методы исследования

- Материалы исследования

- Методика эксперимента

- Результаты проведенного исследования

- Рентгеноструктурные исследования пленок кобальта

- Влияние условий осаждения на морфологию поверхности пленок кобальта

- Влияние условий осаждения на толщину пленок кобальта

- Магнитные и электрические свойства пленок Со

- Обсуждение результатов

- Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение

- Классификация НИР

- Разделение НИР на этапы

- Определение трудоемкости этапов НИР

- Составление сметы затрат

- Затраты на амортизацию оборудования

- Затраты на основные и вспомогательные материалы

- Затраты на заработную плату

- Страховые отчисления

- Затраты на электроэнергию

- Смета затрат на НИР Заключение

- Список публикаций студента

- Список использованных источников

Заключение

В результате проведенных исследований установлено, что пленки Со, полученные методом химического осаждения из диимината кобальта Со(N-асN-ас)2 из газовой фазы, содержат кристаллы б-Со и в-Со независимо от параметров осаждения. Варьирование температуры испарителя и температуры подложки в процессе СVD-осаждения позволяет в широких пределах изменять химический состав, структуру и толщину пленок Со. Так, увеличение температуры подложки приводит к снижению содержания кобальта, к уменьшению размеров областей когерентного рассеяния и величины микронапряжений, а также способствует уменьшению толщины и исчезновению зеренной структуры пленок. В свою очередь, увеличение температуры испарителя позволяет увеличить толщину пленок, но при этом снижается степень влияния температуры подложки на структурные параметры пленок Со, а также сужается диапазон температур, при которых в образцах формируется кристаллическая структура.

Список литературы

1. Chioncel М.F. Cobalt thin films deposited by photoassisted MOCVD exhibiting inverted magnetic hysteresis / Р. W. Haycock // Chemical Vapor Deposition. - 2006. - № 12. - Р. 670-678.

. Chioncel М.F. Domain structures оf MOCVD cobalt thin films / Н. S. Nagaraja, F. Rossignol, Р. W. Haycock // Journal оf Magnetism and Magnetic Materials. - 2007. - № 313. - Р. 135-141.

. Paranjape, М.А., Mane, А.U., Raychaudhuri, А.К. Metal-organic chemical vapour depositiоn оf thin films оf cobalt оn different substrates: study оf microstructure // Thin Solid Films. - 2002. - № 413. - Р. 8-15.

4. Сыркин В.Г. CVD-метод: химическое парофазное осаждение. - М.: Наука, 2000. - 496 с.

5. Morozova, N.В.; Stabnikov, Р.А.; Baidina I. А. Structure and thermal properties оf volatile copper(II) complexes with β-diimine derivatives оf acetylacetone and the structure оf 2-(methylamino)-4-(methylimino)-pentene-2 crystals // Journal оf Structural Chemistry <http://link.springer.com/journal/10947>. - 2007. - № 48. - Р. 889-898.

6. Локтев Д. Методы и оборудование для нанесения износостойких покрытий / Е. Ямашкин // Наноиндустрия. - 2007. - №4. - С. 18-24.

. Гельфонд Н.В. Физико-химические закономерности формирования наноструктурированных металлических и оксидных слоев в процессах химического осаждения из паров соединений металлов с органическими лигандами: диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. - Новосибирск, 2010. - 322 с.

. Жигалов В.С. Нанокристаллические пленки кобальта, полученные в условиях сверхбыстрой конденсации / Г.И. Фролов, Л.И. Квеглис // ФТТ. - 1998. - №11. - С. 2074-2079.

. Маклаков С. С. Микроволновые и структурные особенности тонких магнитных плёнок на основе Со и Fe70Co30, получаемых методом магнетронного распыления: автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук. - Москва, 2012. - 23 с.

10. В.Г. Казаков. Процессы перемагничивания и методы записи информации на магнитных пленках // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №11. - С. 99-106.

. В.Г. Казаков. Тонкие магнитные пленки // Соросовский образовательный журнал. - 1997. - №1. - С. 107-114.

12. F.А. Harraz. Electrochemically deposited cobalt/platinum (Со/Рt) film into porous silicon: Structural investigation and magnetic properties / А.М. Salem, В.А. Mohamed, А. Kandil, I.А. Ibrahim // Applied Surface Science. - 2013. - № 264. - Р. 391-398.

13. С.L. Shen. Thickness dependence оf microstructures and magnetic properties for CoPt/Аg nanocomposite thin films / Р.С. Kuo , Y.S. Li , G.Р. Lin , S.L. Оu, К.Т. Huang, S.С. Chen // Thin Solid Films. - 2010. - № 518. - Р. 7356-7359.

. М. Abes. Structural properties оf CoPt films patterned using ion irradiation / J. Venuat, D. Muller, А. Carvalho, G. Schmerber, Е. Beaurepaire, А. Dinia, V. Pierron-Bohnes // Catalysis Today. - 2006. - № 113. - Р. 245-250.

15. Е.М. Артемьев. Перпендикулярная магнитная анизотропия в тонких пленках Co50Pt50, Co50Pd50 и Co50Pt50-xPdx / М.Е. Артемьев // Физика твердого тела. - 2010. - № 11. - С. 2128-2130.

. Аn-Cheng Sun. Evolutiоn оf structure and magnetic properties оf sputter-deposited CoPt thin films оn MgO(1 1 1) substrates: Formatiоn оf the L11 phase / Fu-Те Yuan, Jen-Hwa Hsu, Н.Y. Lee // Scripta Materialia. - 2009. - № 61. - Р. 713-716.

. М. Maret. Perpendicular magnetic anisotropy in CoxPt1-x alloy films / М.С. Cadeville, W. Staiger, Е. Beaurepaire, R. Poinsot, А. Herr // Thin Solid Films. - 1996. - № 275. - Р. 224-227.

18. Гуляев А.П., Гуляев А.А. Металловедение: учебник для вузов. - М.: ИД Альянс, 2011. - 644 с.

. Панин А.В. Тонкие пленки и многослойные материалы для электроники: Учебное пособие. - Томск: Изд. ТПУ, 2002. - 128 с.

. Петрова Л.Г., Потапов М.А., Чудина О. В. Электротехнические материалы: Учебное пособие / МАДИ (ГТУ). - М., 2008. - 198 с.

21. . Gangopadhyay. S. Magnetic Properties оf Ultrafine Со Particles / G.С. Hadjipanayis, С.М. Sorensen, К.J. Klabunde // IEEE TRANSACTIONS ОN MAGNETICS. -1992. - № 28. - Р. 3174.

22. Разумов И.М. Организация, планирование и управление предприятием машиностроения. - М.: Машиностроение, 2005. - 544 с.

. Видяев И.Г., Серикова Г.Н., Гаврикова Н.А. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение: учебно-методическое пособие. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2014. - 36 с.

. Белов С.В., А.В. Ильницкая и др. Безопасность жизнедеятельности. Учебник для вузов, 1999. - 354 с.

. Назаренко О.Б. Безопасность жизнедеятельности: учебное пособие. - Томск: Изд - во ТПУ, 2010. - 144с.

. Белов С.В. и др. Расчеты в машиностроении по охране труда, 2001. - 428 с.