Наноматериалы: синтез нанокристаллических порошков и получение компактных нанокристаллических материалов. Миттова И.Я - 25 стр.

                                   25

                         2.Осаждение на подложку

      Осаждением на холодную или подогретую поверхность подложки
получают плёнки и покрытия, т. е. непрерывные слои нанокристалли-
ческого материала. В этом способе, в отличие от газофазного синтеза, об-
разование наночастиц происходит непосредственно на поверхности под-
ложки, а не в объёме инертного газа вблизи охлажденной стенки. Благо-
даря получению компактного слоя нанокристаллического материала от-
падает необходимость прессования.
      Осаждение на подложку может происходить из паров, плазмы или
коллоидного раствора. При осаждении из паров металл испаряется в ва-
кууме, в кислород- или азотсодержащей атмосфере, и пары металла или
образовавшегося соединения (оксида, нитрида) конденсируются на под-
ложке. Размер кристаллитов в плёнке можно регулировать изменением
скорости испарения и температуры подложки. Чаще всего этим способом
получают нанокристаллические плёнки металлов. Пленка из оксида цир-
кония, легированного оксидом иттрия, со средним размером кристаллитов
10 – З0 нм была получена с помощью импульсного лазерного испарения
металлов в пучке ионов кислорода и последующего осаждения оксидов на
подложку с температурой 350 – 700 К.
      При осаждении из плазмы для поддержания электрического разряда
используется инертный газ. Непрерывность и толщину плёнки, размеры
кристаллитов в ней можно регулировать изменением давления газа и па-
раметров разряда. В качестве источника металлических ионов при осаж-
дении из плазмы используют металлические катоды, обеспечивающие
высокую степень ионизации (от 30 до 100 %); кинетическая энергия ио-
нов составляет от 10 до 200эВ, а скорость осаждения – до 3 мкм-мин-1.
      Воздействуя на хром плазмой, полученной дуговым разрядом в ар-
гоне низкого давления, на медную подложку была нанесена хромовая
плёнка со средним размером кристаллитов ~20нм; плёнка толщиной ме-
нее 500 нм имела аморфную структуру, а при большей толщине находи-
лась в кристаллическом состоянии. Высокая твёрдость (до 20 ГПа) плёнки
была обусловлена образованием сверхпересыщенных твёрдых растворов
примесей внедрения (С, N) в хроме.
      С помощью осаждения из плазмы можно получать не просто плёнки
нанометровой толщины, но плёнки, имеющие наноструктуру. Получен-
ные таким образом тонкие гранулированные плёнки Со-А1-О обладают
очень большим магнетосопротивлением несмотря на их большое электро-
сопротивление. Это уникальное свойство было отнесено к гранулирован-
ной металл-оксидной микроструктуре, содержащей металлические нано-
частицы, внедренные в матрицу из неметаллического изолирующего ок-
сида. Гигантское магнетосопротивление возникает при наличии суперпа-
рамагнетизма, поэтому размер магнитных частиц в плёнке должен быть
очень мал. Для выяснения этого была изучена микроструктура плёнок с
помощью электронной микроскопии высокого разрешения и малоуглово-