WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 620 Е.А. Коншина, А.И. Вангонен да — толуола, эти полосы присутствуют. Можно заклю- из 3- и 2-координированных атомов, что способствует чить, что химическая природа исходного углеводорода уплотнению структуры и обеспечивает ее механическую может влиять на структуру PL-пленок a-C : H в большей прочность. Как было показано ранее, одновременно мере, чем на структуру DL-пленок. с уменьшением интенсивности полосы 1250 см-1 наИнтенсивность полосы поглощения 3400-2600 см-1 блюдался рост интенсивности полосы 1700 см-1 в ИК в спектрах PL-пленок a-C : H на рис. 2 значительно спектрах МНПВО пленок a-C : H, приготовленных из выше по сравнению со спектрами DL-пленок на рис. 1, ацетилена [19]. Наблюдаемая корреляция подтверждачто указывает на более высокое содержание связанного ет влияние 4-функциональных узлов разветвления на водорода в PL- по сравнению с DL-пленками. На рис. 3 плотность упаковки структуры. Более низкий показатель показана корреляция между показателем преломления преломления 1.5 и высокое удельное сопротивление пленок a-C : H и интегральной интенсивностью полосы до 1013 Ом · см которые характерны для PL-пленок, с максимумом при 2900 см-1 в относительных едини- связаны с наличием между -сопряженными кластерами цах. При изменении показателя преломления от 1.55 как пустот, так и CH-групп в sp3-состоянии, препятствудо 2.4 интегральная интенсивность полосы валентных ющих их сближению, что приводит к менее плотной колебаний CH-групп экспоненциально уменьшается на упаковке структуры, чем в случае DL-пленок a-C : H.

порядок величины. Из этого можно сделать вывод, что уменьшение содержания связанного водорода сопровождается ростом показателя преломления пленок a-C : H, 3.4. Применение пленок a-C : H что является косвенным доказательством уплотнения для просветления германия структуры.

При применении пленок a-C : H в качестве просвет3.3. Интерпретация структуры среднего ляющих покрытий для ИК области следует учитывать порядка пленок a-C : H с помощью наличие полос поглощения, характерных для их колеинфракрасных спектров МНПВО бательных спектров. Спектры на рис. 4 иллюстрируют влияние поглощения в пленках a-C : H с n 2 на веИнформации о ближнем порядке структуры, полученличину пропускания германия. Однослойные покрытия ной на основе анализа полосы поглощения, обусловна основе a-C : H с оптической толщиной /4, равной ленной CH-колебаниями, недостаточно для интерпретасоответственно 0.5 и 1.25 мкм для = 4 и 10 мкм, осации макроскопических свойств пленок a-C : H, которые ждались из ацетилена вышеописанным способом на обе определяются средним порядком, или наноструктурой.

стороны подложки. Благодаря отсутствию поглощения Изучение особенностей полосы 1800-1000 см-1 в ИК в a-C : H в области 3.5-5 мкм было получено в этой спектрах пленок a-C : H дает информацию о среднем области спектра просветление германия 100% (рис. 4).

порядке их структуры. Так, например, пики около Для длин волн более 5 мкм влияние поглощения ИК и 1600 см-1, соответствующие колебаниям C=C-связей излучения в пленке a-C : H становится более существенв полиеновых цепях и полициклических ароматических ным. Поэтому, как можно видеть на рис. 4, пропускание кольцах, свидетельствуют о существовании в структуре образца германия на длине волны 10 мкм, просветленнопленок таких элементов среднего порядка. Очевидные го с обеих сторон покрытием a-C : H, не превышает 90% доказательства объединения полиеновых цепей и поиз-за потерь на поглощение в последнем.

лициклических ароматических групп в -сопряженные кластеры в структуре были получены нами ранее с помощью резонансной спектроскопии комбинационного рассеяния для пленок a-C : H, приготовленных из ацетилена [30].

Кроме того, в структуре пленок a-C : H присутствуют цепи полиинового типа (-CC-), о чем свидетельствуют очень слабые полосы в ИК спектрах вблизи и 2100 см-1. Эти полосы характерны для спектров всех исследованных пленок независимо от показателя преломления.

По интенсивности полосы вблизи 1250 см-1, соответствующей валентным колебаниям C-C-связей, можно судить о содержании в структуре a-C : H 4-координированных атомов углерода. Так как их присутствие характерно для спектров DL-пленок a-C : H, можно предположить, что эти атомы углерода являются Рис. 4. Спектры пропускания (T ) германия, просветленного с 4-функциональными узлами разветвления, которые со- помощью четвертьволновых слоев a-C : H для длин волн 4 (1) единяют отдельные -связанные кластеры, состоящие и 10 мкм (2).

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. Особенности колебательных спектров алмазоподобных и полимероподобных пленок a-C : H 4. Заключение [4] Е.А. Коншина. ЖТФ, 70 (3), 87 (2000).

[5] Е.А. Коншина. ЖТФ, 68 (9), 59 (1998).

[6] Е.А. Коншина. Кристаллография, 40, 1074 (1995).

В работе дан анализ инфракрасных спектров [7] Е.А. Коншина, А.П. Онохов. ЖТФ, 69 (3), 80 (1999).

МНПВО алмазоподобных (n 2.0) и полимероподоб[8] J. Zelez. RCA Rev., 43, 665 (1982).

ных (n 1.7) пленок a-C : H, полученных в плазме тле[9] A. Bubenser, B. Dischler, G. Brandt, P. Koidl. J. Appl. Phys., ющего разряда на постоянном токе из октана, циклогек54, 4590 (1983).

сана, толуола и ацетилена. Характерной особенностью [10] K. Enke. Appl. Optics, 24, 508 (1985).

ИК спектра МНПВО пленок с n 2.0 является присут[11] S.F. Pellicori, C.M. Peterson, T.P. Henson. J. Vac. Sci. Technol., ствие полосы 1250 см-1, соответствующей валентным A4, 2350 (1986).

колебаниям C-C-связей в 4-функциональных узлах раз[12] L. Klibanov, N.I. Croitoru, A. Seidman, V. Gilo, R. Dahan.

ветвления структуры, которая слабо проявляется или Opt. Eng., 39, 989 (2000).

практически отсутствует в спектрах пленок a-C : H с [13] М.В. Грязнова, И.И. Данилов, С.Г. Иванов, Е.А. Коншина, показателем преломления менее 1.7. Для последних А.П. Онохов, М.А. Федоров, Н.А. Феоктистов, А.И. Хребтов. Сб. Трудов V Межд. конф. „Прикладная оптика“ характерны спектры с интенсивными полосами поглоще(СПб., 2002) т. 1, с. 163.

ния в области валентных ( 2920 см-1) и деформацион[14] Е.А. Коншина. ФТП, 33, 469 (1999).

ных ( 1450 см-1) колебаний CH-групп, а также карбо[15] B. Dischler, A. Bubenzer, P. Koidl. Sol. St. Commun., 48, нильных ( 1700 см-1) и гидроксильных ( 3400 см-1) (1983).

групп. Последние обусловлены хемосорбцией воды и [16] Fangoing Zhang, Guanghua Chen, Yafei Zhang, Gong Yu.

кислорода из окружающей среды, которой способствуPhys. Status Solidi A, 109, K39 (1988).

ет наличие микропор в структуре, возникающих из-за [17] Е.А. Коншина. Опт.-мех. пром-сть, № 2, 15 (1987).

слабой разветвленности структуры.

[18] R. Memming. Thin Sol. Films, 143, 279 (1986).

Установлена корреляция между показателем прелом[19] Е.А. Коншина, А.В. Баранов, В.Б. Яковлев. ЖПС, 48, ления пленок a-C : H и интегральной интенсивностью (1988).

полосы поглощения с максимумом около 2900 см-1. [20] А.И. Вангонен, Е.А. Коншина, В.А. Толмачев. ЖФХ, 71, 1102 (1997).

Показано, что с увеличением n в интервале от 1.55 до 2.[21] Н. Харрик. Спектроскопия внутреннего отражения интегральная интенсивность этой полосы поглощения (М., Мир, 1970) с. 335.

убывает экспоненциально на порядок величины. Мож[22] В.Б. Яковлев, Л.К. Васильева, В.В. Веремей, Е.А. Коншина.

но заключить, что полимероподобные пленки a-C : H ЖПС, 53, 863 (1990).

отличаются от алмазоподобных большим содержанием [23] M.P. Nadler, T.M. Donovan, A.K. Green. Thin Sol. Films, 116, связанного водорода.

241 (1984).

Показано, что химическая природа исходного углево[24] I. Watanabe, S. Hasegawa, Y. Kurato. Jap. J. Appl. Phys., 21, дорода, используемого для осаждения пленок в плазме, 856 (1982).

может проявляться в ИК спектрах пленок a-C : H с [25] D.R. McKenzie, R.C. McPhedran, N. Savvides, n 1.7. Это объясняется тем, что элементами струкD.J.H. Cockayne. Thin Sol. Films, 108, 247 (1983).

туры полимероподобных пленок могут быть фрагменты [26] K. Walters, P. Honeybone, D.W. Huxley, R.J. Newport, W.S. Howells. Phys. Rev. B, 50, 831 (1994).

исходных молекул, образующиеся при деструкции угле[27] M. Jger, J. Gottward, H.W. Spiess, R.J. Newport. Phys.

водорода в плазме тлеющего разряда. Это не характерно Rev. B, 50, 84 (1994).

для алмазоподобных пленок, которые осаждают в усло[28] J.R. Honeybone, R.J. Newport, J.K. Walters, W.S. Howells, виях интенсивного взаимодействия энергичных ионов с J. Tomkinson. Phys. Rev. B, 50, 839 (1994).

подложкой, что способствует деструкции, разветвлению [29] J. Robertson. Progr. Sol. St. Chem., 21, 199 (1991).

и сшивке конденсата.

[30] А.В. Баранов, Е.А. Коншина. Опт. и спектр., 65, 856 (1988).

Таким образом, можно заключить, что ИК спектры Редактор Л.В. Шаронова МНПВО пленок a-C : H дают информацию об особенностях структуры и плотности ее упаковки, которая позволяет их идентифировать как алмазоподобные или полимероподобные. Полученные результаты могут быть использованы при конструировании моно- и многослойных оптических покрытий с разными показателями преломления для оптических устройств с использованием пленок a-C : H, работающих в ИК области спектра.

Список литературы [1] Е.А. Коншина. ЖТФ, 72 (6), 35 (2002).

[2] V.A. Tolmachev, E.A. Konshina. Diamond Relat. Mater., 5, 1397 (1996).

[3] Е.А. Коншина. ФТТ, 37, 1120 (1995).

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып. 622 Е.А. Коншина, А.И. Вангонен Features of the vibration spectra for diamond-like and polymer-like a-C : H films E.A. Konshina, A.I. Vangonen All-Russian Research Center S.I. Vavilov State Optical Institute“, ” 199034 St. Petersburg, Russia

Abstract

Comparative analysis of the vibration spectra obtained by the multiple attenuated total reflection method (ATR) into the interval 4000-1000 cm-1 of diamond-like (n 2.0) and polymer-like (n 1.7) a-C : H films has been done. The films were produced by the CVD technique in a dc glowdischarge from acetylene, toluene, cyclohexane and octane under different deposition conditions. Distinguished features of the spectra for the a-C : H films with different index of refraction were found. The peak at 1250 cm-1 was observed in the spectra of diamond-like films regardless of a hydrocarbon precursor. The additional peaks at 3400 cm-1 and at 1700 cm-1 and corresponded to O-H and C=O vibrations presented in the spectra of polymer-like films. It was shown that the integral intensity of CH vibration band with maximum near 2900 cm-1 decreased by one order exponentially of magnitude when n increased from 1.55 up to 2.4.

Физика и техника полупроводников, 2005, том 39, вып.

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.