Явления бистабильности и самоорганизации в процессах магнетронного синтеза функциональных слоев

Постановка проблемы. Гистерезисные явления и иные неустойчивости, наблюдаемые при магнетронном синтезе функциональных слоев, являются помехой в создании коммерчески привлекательных низкотемпературных технологий прозрачной электроники. Наряду с этим, в ряде исследований показано, что магнетронное распыление может сопровождаться процессами самоорганизации в плазменном разряде, тонком приповерхностном слое распыляемой мишени и в структуре формируемых слоев. Возникает противоречивая задача устранения негативных воздействий гистерезисных явлений и управляемого гистерезисного синтеза периодических структур для улучшения характеристик функциональных слоев.

Цель работы – изучение механизмов самоупорядочения в плазменных процессах и в процессах формирования упорядоченных многослойных структур (сверхрешеток), создание новых технологий синтеза функциональных слоев с улучшенными характеристиками на основе явлений самоорганизации.

Результаты. Выполнен анализ данных, полученных при исследовании процессов самоорганизации в магнетронной плазме, на поверхности зоны эрозии мишеней и поверхности роста слоев. На основании проведенного анализа сделаны выводы о взаимосвязи нестабильностей магнетронного разряда, гистерезисных явлений, температурных градиентов вблизи поверхности мишени с модуляцией интенсивности потока металлической фазы к поверхности роста и с формированием периодических структур. Предложена модель самоорганизации при магнетронном распылении металлокерамических мишеней ZnO– SnO2 с содержанием металлической компоненты Zn–Sn 10 мас.%. 

Практическая значимость. Заключается в создании научной платформы для воспроизводимого магнетронного синтеза совершенных функциональных слоев и в разработке многослойных покрытий для прозрачной электроники с использованием процессов самоорганизации.