Исследование возможности получения пленок кобальта методом CVD

Сужение интервала существования кристаллической структуры в пленках Co при увеличении Т_исп со 120 до 130 ⁰С, а также значительное уменьшение размера зерна при высокой Т_исп (155 ⁰С) объясняется тем, что рост Т_исп способствует увеличению скорости подачи паров в камеру осаждения [4]. Как следствие, возрастает скорость роста пленки, что приводит к уменьшению зерна [19] и увеличению количества дефектов [4]. Первоначальный рост зерна при увеличении Т_исп от 120 до 150 ⁰С связан с тем, что поменялся механизм роста пленок, и как следствие, вид внутренней структуры. При Т_исп = 120 ⁰С пленки Co характеризовались вертикальными столбчатыми образованиями, а при более высоких температурах испарителя - горизонтально-слоистыми (о чем свидетельствуют ступеньки на поверхности зерен). Стоит отметить, что средний размер зерен, отображенных на АСМ и РЭМ-изображениях, больше размера ОКР, так как размер ОКР приблизительно соответствует размеру субзерен.

Увеличение температуры подложки не только приводит к более интенсивному формированию ячеистой структуры в пленках Co, но и обусловливает снижение скорости их роста. По-видимому, с повышением T_подл процесс разложения предшественника начинается раньше, чем он достигает подложки. Как следствие, меньшее количество атомов Со осаждается на подложке, обусловливая существенное снижение толщины пленки и постепенной потере их сплошности (таблица 3). Рост температуры испарителя от 120 до 140⁰С способствует непрерывному увеличению толщины пленок Co вследствие повышения скорости осаждения. Однако при дальнейшем увеличении температуры испарителя возникают процессы десорбции атомов Co с подложки Si вследствие повышения их энергии. В результате толщина пленок начинает снижаться.

Сравнительно сниженные значения величин намагниченностей у пленок Co из первой партии объясняются их относительно малыми толщиной и размером зерна. Повышенное значение коэрцитивной силы у данных пленок Co, полученных при температуре подложки, равной 420 ⁰С, может быть связано с наличием несплошной структуры и с меньшим содержанием кобальта в данных пленках. Содержание кобальта также оказывает существенное влияние на величину удельного электрического сопротивления данных пленок: с ростом температуры подложки от 310 до 420 ⁰С уменьшается количество кобальта в пленках и, как следствие, возрастает удельное электрическое сопротивление.

Для пленок Co из второй партии величины магнитного момента и удельного электрического сопротивления хорошо взаимосвязаны с данными по элементному составу. Как известно, кобальт в отличие от неметаллических примесей (углерода, азота, кислорода) обладает магнитными свойствами и хорошей электропроводностью. Увеличение содержания Co от 84,8 до 93,5%, наблюдаемое в пленках Со, нанесенных при температуре испарителя T_исп = 130 ⁰C и температурах подложки T_подл от 300 до 330 ⁰C (таблица 2), обусловливает рост их остаточной намагниченности и намагниченности насыщения, а также уменьшение удельного электрического сопротивления (таблица 4). Однако в пленках, нанесенных при T_подл=340 ⁰C, имеет место обратное уменьшение содержания Со (до 90,9%), что сопровождается снижением их магнитных свойств и увеличением удельного электрического сопротивления. При этом коэрцитивная сила данных пленок зависит от степени их упорядоченности (текстурированности). Как следует из таблицы 4, максимальной величиной H_c =8600 А/м характеризуются образцы, осажденные при T_исп = 130 °C и T_подл = 320 °C - именно эти образцы по данным рентгеноструктурного анализа имеют наиболее выраженную текстуру (максимальную высоту дифракционного пика).

Коэрцитивная сила пленок Co из третьей партии несущественно зависит от температуры испарителя и варьируется в пределах 6500-7500 А/м. Исключение составляет пленки Co, осажденные при температуре испарителя Т_исп = 155°С, у которых наблюдаются пониженные значение коэрцитивной силы (H_c = 1700 А/м). Причина существенного снижения H_c у данных пленок связана с уменьшением величины микронапряжений и снижением степени текстурированности.

Изменение магнитных и электрических характеристик пленок Co, главным образом, определяется изменением размеров их зерен. Известно, что границы зерен, как и любые другие дефекты структуры (вакансии, атомы в междоузлии, дислокации, и др.) оказывают существенное влияние на величину удельного электрического сопротивления [20]. Чем меньше размер зерна, а, следовательно, больше протяженность границ зерен, тем больше величина с, что и наблюдается в наших экспериментах (Рисунок 23). Изменение структуры пленок также порождает изменение их магнитных свойств. Так, с ростом размера зерна уменьшается площадь межзёренных границ. В результате пленки Co легче перемагничиваются: магнитные домены вращаются и ориентируются по направлению внешнего магнитного поля, встречая на своем пути меньше препятствий. Как следствие, снижается коэрцитивная сила исследуемых металлических пленок. В свою очередь, с ростом размера зерна имеет место уменьшение доли дефектной структуры границ зерен, а, следовательно, увеличение магнитного момента пленок Co [21].

Рисунок 23 - Зависимости удельного электрического сопротивления (1), коэрцитивной силы Hс (2) и намагниченности насыщения Ms пленок Co (3) от размера зерна d

4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение

4.1 Классификация НИР

Классификация научных исследований имеет важное значение для выработки стратегии развития науки, решения вопросов, связанных с оценкой перспективных научных направлений, планирования и финансирования работ, определения вклада фундаментальных и других исследований в решении народнохозяйственных задач.

Работы, выполняемые научно-исследовательскими и конструкторскими организациями (НИИ, НИТИ, КБ) при планировании и учете можно разделить на четыре основные группы:

1. научно-исследовательские работы;

2. опытно-конструкторские работы;

3. работы по оказанию технической помощи;

4. работы и услуги сторонним организациям.

К научно-исследовательским работам относятся работы поискового, теоретического и экспериментального характера, которые выполняются с целью расширения, углубления и систематизации знаний по определенной научной проблеме и создания научного задела.

Работы поискового характера дают возможность выявить новые принципы использования законов природы для научно-технического прогресса. Поисковые работы бывают как широкого профиля, так и узконаправленного для решения частных вопросов. Отчеты по поисковым работам должны содержать обзоры и рекомендации о возможности использования полученных результатов в конкретной области материального производства.

Работы теоретического характера производятся с целью получения систематизированных сведений по определенной проблеме. Такие работы заканчиваются составлением отчетов, обзоров и рекомендаций, характеризующих современное состояние проблемы, а также перспективы ее развития.

Работы экспериментального характера производятся для проверки теоретических расчетов и выводов, а также для получения экспериментальных данных последующих разработок опытных образцов или макетов. Эти работы, как правило, завершаются изготовлением экспериментальных образцов с проведением всех циклов испытаний.

По источникам финансирования научно-исследовательские темы подразделяются на хоздоговорные и госбюджетные.

По характеру получаемых результатов научные исследования делятся на три группы:

1. поисковые работы;

2. фундаментальные работы;

3. прикладные работы.

Целью поисковых работ является выявление технико-экономических возможностей и конкретных путей применения, принципиально новых способов и средств производства продукции. Эти работы выполняются на основе новых явлений и закономерностей. К поисковым следует отнести также работы обобщающе-информационного характера, исследование сфер применения новых закономерностей и явлений развития производства. Результаты данных работ, как правило, не заканчиваются созданием и промышленным внедрением новых видов материалов и средств изготовления продукции. Они лишь выясняют технические, организационные и экономические возможности их получения. При положительных результатах выводы поисковых работ могут быть использованы в научно- исследовательских работах прикладного характера. По поисковым НИР, которые не заканчиваются достижением положительных результатов, определяется лишь сумма производственных затрат и капитальных вложений на их выполнение.

Фундаментальными могут быть названы работы, при выполнении которых имеет место открытие и характеристика новых явлений, закономерностей развития природы и общества. Они выявляют принципиально новые пути прогресса техники, экономики и организации производства (потребления).

Результаты фундаментальных исследований могут быть использованы в поисковых научно-исследовательских и прикладных работах, непосредственно направленных на освоение новых видов материалов, средств и способов производства (потребления). Однако непосредственные результаты фундаментальных работ имеют абстрактный характер и существуют обычно в формах научной информации, как гипотезы, теории.

Прикладные работы непосредственно направлены на создание новых либо совершенствование существующих средств и способов производства продукции. Непосредственные результаты этих работ имеют вполне определенный характер и выдаются в виде отчетов, технической документации, макетов, экспериментальных и опытных образцов. Результатом внедрения таких работ является создание либо совершенствование средств и способов изготовления продукции.

К данной группе следует отнести и составление инструкций, технических условий, методических рекомендаций, работы обобщающе-информационного характера, составление прогнозов изменения отдельных параметров оборудования и других средств.

Экономический эффект затрат на НИР - это часть всего экономического эффекта от использования ее результатов в народном хозяйстве.

Данная научно-исследовательская работа является:

по источникам финансирования - госбюджетная;

по характеру получаемых результатов - поисковая.

4.2 Разделение НИР на этапы

Для правильного планирования, а также финансирования и определения трудоемкости выполнения НИР необходимо ее разбить на этапы. Под этапом понимается крупная часть работы, которая имеет самостоятельное значение и является объемом планирования и финансирования. НИР имеет:

1. Подготовительный этап. Сбор, изучение и анализ, имеющийся информации, в том числе патентной информации по теме. Технико-экономическое обоснование целесообразности проведения исследований по теме. Определение состава исполнителей и соисполнителей, согласование с ними частных задач. Разработка и утверждение технического задания.

2. Разработка теоретической части. Формирование возможных направлений исследования. Поиски новых материалов.

3. Проектирование и изготовление макетов. Проектирование оснастки, аппаратуры, установок и других средств.

4. Экспериментальные установки. Проведение экспериментальных работ по теоретическим разделам.

5. Испытание.

6. Внесение коррективов в разработку и испытания. Корректировка разработанных схем, расчетов и проектов с учетом циклов испытаний.

7. Выводы и предложения по теме, обобщение результатов разработки. Составление технологического отчета.

8. Завершающий этап. Рассмотрение результатов исследования на научно-техническом совете. Утверждение результатов работы. Подготовка отчетной документации.

Данную НИР можно разделить на следующие этапы (Таблица 5):

а) выдача задания;

б) литературный обзор;

в) составление плана работ;

г) проведение испытаний;

д) обсуждение результатов;

е) составление отчета;

ж) защита отчета.

Работу выполняло 3 человека: заведующий лабораторией (зав. лаб.), младший научный сотрудник (мнс), инженер-дипломник (инж).

Таблица 5 - Перечень этапов, работ и распределение исполнителей

Основные этапы	№ раб	Содержание работ	Должность исполнителя
Выдача задания	1	Получение заказа на НИР	зав. лаб.
	2	Получение образцов пленок кобальта из г. Новосибирска	зав. лаб.
Литературный обзор	3	Подбор и изучение материалов по теме	инж.
	4	Выбор направления исследований	зав. лаб.
Составление плана работ	5	Календарное планирование работ по теме	зав. лаб.
Проведение испытаний	6	Исследования морфологии поверхности пленок с помощью атомно-силового микроскопа	мнс., инж.
	7	Измерение толщины пленок на оптическом профилометре	мнс., инж
	8	Измерение удельного электрического сопротивления пленок 4-х зондовым методом	инж
	9	Измерение магнитных характеристик с помощью вибромагнитометра	инж
Обсуждение результатов	10	Обработка данных	инж
	11	Научное обоснование результатов и выводы	зав. лаб., инж
Составление отчета	12	Оформление отчета НИР	инж
Защита отчета	13	Защита выпускной квалификационной работы	инж

4.3 Определение трудоемкости этапов НИР

Расчет трудоемкости является важной частью экономических расчетов по теме, так как трудовые затраты составляют основную часть стоимости НИР и непосредственно влияет на сроки разработок. Расчет трудоемкости осуществляется двумя методами [22]:

-- технико-экономическим,

-- опытно-статистическим.

Технико-экономический метод - метод прямого счета по нормативам НИИ и КБ. Однако трудоемкость отдельных этапов может быть рассчитана опытно-статистическим методом, если НИР проводится впервые и вследствие этого отсутствуют нормативы. Указанный метод может быть реализован двумя способами:

1. Путем анализа, когда необходимые трудовые запасы определяются по работам, проведенным данным коллективом ранее.

2. Вероятным методом.

При первом способе опытно-статистического метода используют отчетные данные фактической трудоемкости работ, осуществляемых ранее. В отсутствии аналогичных работ определяют вероятным методом непосредственно их продолжительность на основе системы оценок.

Для определения ожидаемого (среднего) значения трудоемкости t_ожi, используется следующая формула [23]:

,

где t_ожi - ожидаемая трудоемкость выполнения i-ой работы чел.-дн.; t_{min i,} - минимально возможная трудоемкость выполнения заданной i-ой работы, чел.-дн.; t_{max i,} - максимально возможная трудоемкость выполнения заданной i-ой работы, чел.-дн.

Исходя из ожидаемой трудоемкости работ, определяется продолжительность каждой работы в рабочих днях Т_рi, учитывающая параллельность выполнения работ несколькими исполнителями [23]:

,

где - продолжительность одной работы, раб. дн.;

- ожидаемая трудоемкость выполнения одной работы, чел.-дн.

- численность исполнителей, выполняющих одновременно одну и ту же работу на данном этапе, чел.

Временные показатели проведения данного научного исследования представлены в таблице 6.

Таблица 6 - Временные показатели проведения научного исследования

Название работы	Трудоёмкость работ	Исполнители	, дни
	tmin i, чел-дни	tmax i, чел-дни	tож i, чел-дни
	Зав.лаб.	мнс	инж	Зав.лаб	мнс	инж	Зав.лаб	мнс	инж	Зав.лаб	мнс	инж	Зав.лаб	мнс	инж
Получение заказа на НИР	7	-	-	14	-	-	10	-	-	+	-	-	10	-	-
Получение образцов пленок кобальта	7	-	-	21	-	-	13	-	-	+	-	-	13	-	-
Подбор и изучение материалов по теме	-	-	21	-	-	35	-	-	31	-	-	+	-	-	31
Выбор направления исследований	7	-	-	14	-	-	10	-	-	+	-	-	10	-	-
Календарное планирование работ	7	-	-	14	-	-	10	-	-	+	-	-	10	-	-
Исследования морфологии поверхности	-	5	5	-	8	8	-	6	6	-	+	+	-	3	3
Измерение толщины	-	5	5	-	8	8	-	6	6	-	+	+	-	3	3
Измерение электрического сопротивления	-	-	3	-	-	6	-	-	4	-	-	+	-	-	4
Измерение магнитных характеристик	-	-	4	-	-	6	-	-	5	-	-	+	-	-	5
Обработка данных	-	-	14	-	-	21	-	-	17	-	-	+	-	-	17
Научное обоснование и выводы	7	-	7	14	-	14	10	-	10	+	-	+	5	-	5
Оформление отчета НИР	-	-	21	-	-	35	-	-	31	-	-	+	-	-	31
Защита выпускной работы	-	-	5	-	-	7	-	-	6	-	-	+	-	-	6

На задание, согласно договору лаборатории Физики поверхностных явлений, выделено 28 недель. За счет параллельности выполнения работ срок исследований удалось сократить до 24-х недель, что не противоречит договору.

4.4 Составление сметы затрат

Эффективное планирование и финансирование НИР на всех этапах предполагает использование обоснованных методов определения сметных затрат на проведение исследований и разработок.

Планирование и финансирование НИР -- это не только определение доли национального дохода, которую государство может выделить на развитие науки. Условия планирования и финансирования в отраслевых НИИ выдвигают необходимость расчета затрат на конкретную тему.

Народнохозяйственный план финансирования науки является суммой ассигнований на науку в отраслевом разделе, которая представляет совокупность сметной стоимости работ, выполненных НИИ. Поэтому объем финансирования НИИ нельзя определить без наличия сметного расчета по каждой теме.

В данной работе изучено влияние условий осаждения на структуру, магнитные и электрические свойства пленок кобальта, нанесенных методом CVD на кремниевые подложки. Для исследований были взяты 17 образцов пленок Co, полученных при различных условиях осаждения. Задачами данного исследования являлись: анализ литературы; исследование влияния условий осаждения на толщину, фазовый и элементный состав, морфологию поверхности и структурные параметры (текстуру, размер областей когерентного рассеяния, величину микронапряжений) пленок Co; выявление зависимости удельного электрического сопротивления и магнитных характеристик пленок Co от их структуры и элементного состава.

На задание, согласно договору лаборатории Физики поверхностных явлений, выделено 28 недель. Работу выполняло 3 человека. В качестве исследуемого материала использовались пленки Co на подложках Si.

Смета затрат будет составлена по следующим статьям:

1. Амортизация оборудования;

2. Основные и вспомогательные материалы;

3. Заработная плата:

3.1 Основная заработная плата;

3.2 Дополнительная заработная плата;

4. Страховые отчисления;

5. Электроэнергия;

6. Прочие накладные.

4.4.1 Затраты на амортизацию оборудования

Затраты на амортизацию оборудования рассчитываются по формуле:

З_об = (Ц * F_ф) / (F_н * F_cc),

где Ц - цена оборудования, р.; F_н - номинальный фонд времени (рабочее время в году), ч; F_cc - срок службы оборудования, год; F_ф - фактическое время занятости оборудования в НИР, ч. F_н = 365 - 104 - 11 = 250 дней = 2000 ч.

Вычисленная амортизация оборудования представлена в таблице 7. Данные взяты на основе отчета лаборатории.

Таблица 7 - Затраты на амортизацию оборудования

№	Наименование оборудования	Ц, р.	Fcc, год	Fф, ч.	Зоб, р.
1 2 3 4 5	Атомно-силовой микроскоп Solver HV Оптический профилометр New View 6200 (Zygo) Вибромагнитометр ВМ-23К Установка для измерения удельного электрического сопротивления Компьютер	10000000 3000000 500000 40000 30000	20 20 15 10 8	48 48 40 32 640	12000 3600 670 64 1200
ИТОГО:	17534

4.4.2 Затраты на основные и вспомогательные материалы

В данной работе в качестве исследуемого материала использовались образцы пленок кобальта на подложках кремния. Образцы получали методом химического осаждения из газовой фазы в Институте неорганической химии г. Новосибирска и затем привозили в Томск в Институт физики прочности и материаловедения для исследований. В среднем цена за один образец, учитывая расходы на подготовку подложек, а также расходы газов и электроэнергии для работы установки CVD-осаждения, составляет 300р. С учетом транспортных расходов, цена одного образца пленок кобальта на подложке кремния составляет 350р.

Приобретенные основные и вспомогательные материалы приведены в таблице 8. Данные взяты на основе отчета лаборатории.

Таблица 8 - Основные материалы и комплектующие изделия

№	Материал	Единица материала	Цена, р./ед.	Кол - во, ед.	Затраты на НИР, р.
1 2 3	Пленки Co на подложке Si Спирт технический Вспомогательные материалы	шт л	350 120	17 0,5	5950 60 100
Итого: неучтенные расходы 1% Всего:	6110 60 6170

4.4.3 Затраты на заработную плату

Для выполнения данной работы требуется 3 исполнителя - заведующий лабораторией (зав. лаб.), младший научный сотрудник (м.н.с) и инженер лаборатории (инж). Поскольку в качестве инженера выступал дипломник, то зарплата начислялась только для заведующего лабораторией и младшего научного сотрудника.

Исходными нормативами заработной платы данных категорий работающих является оклад, определяющий уровень месячной заработной платы в зависимости от объема и ответственности работ.

Оклад рассчитывают по следующему выражению:

L _o = T _c * T _рi,

где Т _с - тарифная ставка (данные НИИ ИФПМ);

Т _рi -- фактически отработанное время (Таблица 2).

Основную заработную плату рассчитывают следующим образом:

L _осн = L _o + 0,3 * L _o

где L _o - оклад;

0,3 * L _o - районный коэффициент (30% L _o).

Дополнительную заработную плату рассчитываются по формуле:

L _доп = 0,2 * L _осн

Вычисленные затраты на заработную плату представлены в таблице 9.

Таблица 9 - Затраты на заработную плату

№	Статьи	Зав. Лаб.	МНС
1 2 3 4 5 6 7	Т с , р./день Т рi , дн L o , р. 0,3 * L o , р. L осн , р. L доп , р. (L осн + L доп), р.	1600 48 76800 23040 99840 19968 119808	880 6 5280 1584 6864 1372,8 8236,8

Основная заработная плата составит: 99840 + 6864 = 106704 р.

Дополнительная заработная плата составит: 19968 + 1372,8 = 21340,8 р.

Итого фонд оплаты труда: 119808 + 8236,8 = 128044,8 р.

4.4.4 Страховые отчисления

На основании пункта 1 ст.58 закона №212-ФЗ для учреждений осуществляющих образовательную и научную деятельность в 2014 году вводится пониженная ставка для расчета отчислений во внебюджетные фонды - 27,1% от фонда оплаты труда [23].

Таким образом, затраты на страховые отчисления составят:

128044,8 * 0,271 = 34700,14р.

4.4.5 Затраты на электроэнергию

Затраты на электроэнергию рассчитываются по формуле:

Э=ЦNn t_зан.ч

где Ц -- стоимость 1 кВт/ ч электроэнергии, р.;

N -- мощность оборудования, кВт;

n -- количество единиц оборудования одного вида, ед.;

t_зан.ч -- время занятости оборудования, ч.;

Вычисленные затраты на электроэнергию представлены в таблице 10.

Таблица 10 - Затраты на электроэнергию

	Наименование оборудования	Цена, Ц, р.	N, кВт	n	tзан.ч, ч.	Затраты, р.
1 2 3 4 5	Атомно-силовой микроскоп Solver HV Оптический профилометр New View 6200 (Zygo) Вибромагнитометр ВМ-23К Установка для измерения удельного электрического сопротивления Компьютер	2,7 2,7 2,7 2,7 2,7	1,5 0,7 0,6 0,3 0,3	1 1 1 1 1	48 48 40 32 640	194,4 90,72 64,8 25,92 518,4
	Итого:	894,24

4.4.6 Смета затрат на НИР

Теперь сложим все прямые затраты на исследование (Таблица 11).

Таблица 11 - Прямые затраты

№	Затраты	Сумма, р.
1 2 3 4	Основные и вспомогательные материалы Основная заработная плата Дополнительная заработная плата Страховые отчисления	6170 106704 21340,8 34700,14
Итого:	168914,94

Расшифровка накладных расходов представлена в таблице 12 (данные НИИ ИФПМ).

Прочие накладные расходы составят 50% от основной заработной платы, т.е.

0,5Ч106704=53352 р.

Таблица 12 - Накладные расходы

№	Затраты	Сумма, р.
1 2 3	Амортизация оборудования Электроэнергия Прочие	17534 894,24 53352
Итого:	71780,24

Общие затраты на исследование будут равны сумме прямых и накладных затрат:

168914,94 + 71780,24 = 240695,18 р.

Значит, при проведении НИР необходимо затратить 240695,18 р.

Составим смету затрат на НИР (Таблица 13).

Таблица 13 - Смета затрат на НИР

№	Элементы затрат	Сумма, р.	%
1 2 3 4 5 6	Заработная плата Страховые отчисления Затраты на материалы Амортизация оборудования Затраты на электроэнергию Прочие накладные расходы	128044,8 34700,14 6170 17534 894,24 53352	53,2 14,4 2,6 7,3 0,4 22,1
8	Итого: себестоимость S	240695,18	100
9	Плановая прибыль (рентабельность Р=25%)	60173,8
10	Цена выполнения НИР	300868,98
11	НДС (18%)	54156,42
12	Всего с НДС	355025,04

Таким образом, в данном разделе работы проведено экономическое обоснование проведенных исследований:

-рассчитана себестоимость НИР, которая составила 240695,18 р.;

-рассчитана договорная цена на проведение НИР, которая составила 355025,04 р.;

-рассчитано время проведения НИР - 24 недели.

Заключение

В результате проведенных исследований установлено, что пленки Со, полученные методом химического осаждения из диимината кобальта Co(N'acN'ac)₂ из газовой фазы, содержат кристаллы б-Co и в-Co независимо от параметров осаждения. Варьирование температуры испарителя и температуры подложки в процессе CVD-осаждения позволяет в широких пределах изменять химический состав, структуру и толщину пленок Co. 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.

Изменение структуры и элементного состава пленок Co позволяет в управлять их магнитными и электрическими свойствами. С увеличением среднего размера зерна намагниченность пленок возрастает, а коэрцитивная сила и удельное электрическое сопротивление уменьшаются. С ростом содержания кобальта уменьшается электросопротивление, возрастают остаточная намагниченность и намагниченность насыщения пленок Со. Увеличение степени текстурированности пленок повышает их коэрцитивную силу.

Таким образом, выбор оптимального сочетания параметров осаждения позволяет получать пленки кобальта с заданной микроструктурой, а, следовательно, с требуемыми магнитными и электрическими свойствами. Установлено, что пленки Co с высокими магнитными и электрическими характеристиками при хорошей адгезии получаются при температуре испарителя, равной 130 ⁰С, и при температуре подложки, равной 320-330 ⁰С.

Список публикаций студента

1. Хайруллин Р.Р. Получение тонких пленок Ni и Co методом плазмохимического осаждения. Formation of Ni and Co thin films by chemical vapor deposition / С.И. Доровских // Сборник материалов Международной молодежной конференции «Лазерная физика, наноструктуры, квантовая микроскопия», Томск, 17-18 сентября 2012. - С.65-69.

2. Хайруллин Р.Р. Влияние параметров MOCVD-осаждения на структуру, электрофизические и магнитные свойства тонких пленок Co / С. И. Доровских // Сборник материалов Всероссийской молодежной научной школы «Химия и технология полимерных и композиционных материалов», Москва, 26-28 ноября 2012. - С.304.

3. Хайруллин Р. Р. Микроструктура и свойства пленок Co, формируемых методом химического осаждения / С. И. Доровских // Сборник научных трудов II Всероссийской научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов с международным участием «Высокие технологии в современной науке и технике», Томск , 27-29 марта 2013. -- С. 303-308.

4. Хайруллин Р. Р. Влияние температуры испарителя на магнитные свойства пленок кобальта, нанесенных методом химического осаждения из газовой фазы (MOCVD) / C. И. Доровских // Сборник трудов XIX Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии», Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 15-19 апреля 2013. - С. 178-179.

5. Хайруллин Р. Р. Влияние температур подложки и испарителя на структуру, фазовый и элементный составы, магнитные и электрические свойства пленок кобальта, полученных методом химического осаждения из газовой фазы / С. И. Доровских // Сборник научных трудов VII Международной научно-технической конференции «Современные проблемы машиностроения», Томск, 11-15 ноября 2013 - С. 139-144

6. Хайруллин Р. Р. Получение пленок Co методом MOCVD из диимината кобальта Co(N'acN'ac). Влияние температуры осаждения / С. И. Доровских // Сборник тезисов и статей VI Международной школы «Физическое материаловедение», Новочеркасск, 15-19 октября 2013 г - С. 127-130.

7. Хайруллин Р.Р. Рентгеноструктурные исследования пленок Co, полученных методом CVD / С.И. Доровских // Сборник научных трудов III Международной научно-технической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Высокие технологии в современной науке и технике», Томск, 26-28 марта 2014. - С. 160-164.

8. Хайруллин Р.Р. О зависимости структурных параметров пленок Co от температуры подложки в процессе химического газофазного осаждения/ С.И. Доровских // Материалы XIV Международной научно-практической конференции (14.03.2014) «Современное состояние естественных и технических наук», М: Изд-во «Спутник +», 2014. - С. 27-29.

9. Хайруллин Р.Р. Закономерности структурообразования пленок Co, полученных методом CVD из диимината кобальта, в зависимости от температурных условий осаждения / С.И. Доровских // Сборник трудов Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Современное состояние и проблемы естественных наук», Юрга: Изд-во Томского политехнического университета, 17-18 апреля 2014. - С. 48-51.

10. Хайруллин Р.Р. Температурные условия CVD-осаждения как определяющий фактор в формировании пленок кобальта с заданными эксплуатационными характеристиками / С.И. Доровских // Сборник научных трудов XI Международной конференции студентов и молодых ученых «Перспективы развития фундаментальных наук», Томск, 22-25 апреля 2014. - С. 244-246.

11. Hairullin R.R. XRD Investigations of Co Films Deposited by CVD / S. I. Dorovskikh // Сборник докладов XX Международной юбилейной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Современные техника и технологии». В 3 т. Т. 2 / Томский политехнический университет. - Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 14-18 апреля 2014. - С.127-128.

12. Хайруллин Р.Р. Исследование влияния условий MOCVD-осаждения на структуру и магнитные свойства тонких пленок кобальта/ С.И. Доровских // сборник трудов Всероссийской школы-семинара с международным участием «Современное материаловедение: материалы и технологии новых поколений», Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 9-11 июня 2014. - С. 116-120.

13. Hairullin R., Dorovskikh S. The Effect of Substrate Temperature on the Structure and Magnetic Properties of Cobalt Films Deposited by CVD // «Journal of Physics: Conference Series», 2014 - в печати.

14. Dorovskikh S.I., Hairullin R. R., Panin A. V. A Cobalt(II) в-diiminate complex as a promising MOCVD precursor for magnetic cobalt film deposition // «Journal of Organometallic Chemistry», 2014 - в печати

Список использованных источников

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

2. Chioncel M.F. Domain structures of MOCVD cobalt thin films / H. S. Nagaraja, F. Rossignol, P. W. Haycock // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. - 2007. - № 313. - P. 135-141.

3. Paranjape, M.A., Mane, A.U., Raychaudhuri, A.K. Metal-organic chemical vapour deposition of thin films of cobalt on different substrates: study of microstructure // Thin Solid Films. - 2002. - № 413. - P. 8-15.

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

5. Morozova, N.B.; Stabnikov, P.A.; Baidina I. A. Structure and thermal properties of volatile copper(II) complexes with в-diimine derivatives of acetylacetone and the structure of 2-(methylamino)-4-(methylimino)-pentene-2 crystals // Journal of Structural Chemistry. - 2007. - № 48. - P. 889-898.

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

7. 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.

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

9. Маклаков С. С. Микроволновые и структурные особенности тонких магнитных плёнок на основе Co 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.

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

12. F.A. Harraz. Electrochemically deposited cobalt/platinum (Co/Pt) film into porous silicon: Structural investigation and magnetic properties / A.M. Salem, B.A. Mohamed, A. Kandil, I.A. Ibrahim // Applied Surface Science. - 2013. - № 264. - P. 391-398.

13. C.L. Shen. Thickness dependence of microstructures and magnetic properties for CoPt/Ag nanocomposite thin films / P.C. Kuo , Y.S. Li , G.P. Lin , S.L. Ou, K.T. Huang, S.C. Chen // Thin Solid Films. - 2010. - № 518. - P. 7356-7359.

14. M. Abes. Structural properties of CoPt films patterned using ion irradiation / J. Venuat, D. Muller, A. Carvalho, G. Schmerber, E. Beaurepaire, A. Dinia, V. Pierron-Bohnes // Catalysis Today. - 2006. - № 113. - P. 245-250.

15. Е.М. Артемьев. Перпендикулярная магнитная анизотропия в тонких пленках Co₅₀Pt₅₀, Co₅₀Pd₅₀ и Co₅₀Pt_50?xPd_x / М.Е. Артемьев // Физика твердого тела. - 2010. - № 11. - C. 2128-2130.

16. An-Cheng Sun. Evolution of structure and magnetic properties of sputter-deposited CoPt thin films on MgO(1 1 1) substrates: Formation of the L11 phase / Fu-Te Yuan, Jen-Hwa Hsu, H.Y. Lee // Scripta Materialia. - 2009. - № 61. - P. 713-716.

17. M. Maret. Perpendicular magnetic anisotropy in Co_xPt_1-x alloy films / M.C. Cadeville, W. Staiger, E. Beaurepaire, R. Poinsot, A. Herr // Thin Solid Films. - 1996. - № 275. - P. 224-227.

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

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

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

21. . Gangopadhyay. S. Magnetic Properties of Ultrafine Co Particles / G.C. Hadjipanayis, C.M. Sorensen, K.J. Klabunde // IEEE TRANSACTIONS ON MAGNETICS. -1992. - № 28. - P. 3174.

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

23. 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.

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

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

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

Размещено на Allbest.ru