Получение гладких поверхностей для производства наноструктур

 


«Наука Молодая» уже писала о результатах конкурса «У.М.Н.И.К.-2008», прошедшем в Ижевском государственном техническом университете в апреле 2008 года. Представляем вашему вниманию еще один инновационный проект, вошедший в пятерку победителей — «Получение гладких поверхностей для производства наноструктур» (авторы — Марина Бушмакина и Ирина Скворцова, научный руководитель — В. В. Бесогонов).

В настоящее время в различных областях науки и техники широкое применение находят многослойные пленочные структуры, состоящие из чередующихся наноразмерных слоев ферромагнитных и немагнитных металлов. Они представляют интерес из-за ряда свойств, не характерных для пленок, состоящих из одного металла. Здесь особое значение приобретают вопросы формирования границ разделов между соседними слоями металлов. В идеальном случае поверхности подложек и границы раздела слоев должны быть атомно гладкими.

Сегодня технологии, придающие гладкость поверхности, находятся либо в стадии разработки, либо дорогостоящие, и не позволяют добиться массовости производства. Ирина Скворцова и Марина Бушмакина, в прошлом студенты приборостроит­ельного факультета ИжГТУ, а сейчас аспиранты физико-технического института Удмуртского научного центра УрО РАН, разработали свой проект по созданию гладких поверхностей материалов.

Сначала это была дипломная работа — студенты исследовали влияние лазерного излучения на изменение шероховатости поверхности ситалла (стеклокерамический материал, из которого делают подложки для микро- и наноэлектроники). Тему проекта предложил заведующий кафедрой лазерных систем ИжГТУ, профессор Владимир Александрович Алексеев. В то время на кафедру пришел новый лазерный гравер Trotec Speedy 100, и был найден неизученный материал ситалл, который мог стать перспективным в области микроэлектроники.

В 2007 году свою исследовательскую работу авторы представили в программе «У.М.Н.И.К.» («Участник молодежного научно-инновационного конкурса»), которая реализуется Фондом содействия развитию малых форм предприятий в научно-технической сфере и поддерживается Федеральным агентством по образованию в целях содействия молодежи, стремящейся к самореализации через инновационную деятельность. Проект занял второе место.

В 2008 году проект «Получение гладких поверхностей для производства наноструктур» вновь принимал участие в конкурсе. Область исследования была расширена: наряду с ситаллом использовали и другие материалы, такие как стекло, сапфир, поликор.

Цель проекта — добиться такой гладкости поверхности, чтобы можно было наносить нанопленки. «В настоящее время очень мало материалов, которые обладают такой гладкой структурой, и мы искали перспективную технологию по созданию гладких поверхностей. С помощью лазера этого легче добиться, чем с помощью других методов, потому как лазерным лучом легко управлять, он имеет высокую плотность энергии и позволяет обрабатывать поверхности достаточно большой площади. Это выгодно и с экономической точки зрения: лазерный гравер Trotec Speedy 100, который мы используем, недорогой и компактный. И, что немаловажно, предлагаемую нами технологию можно легко внедрить в производство», — комментирует один из авторов проекта Ирина Скворцова.

Чтобы установить, как лазерное излучение влияет на шероховатость поверхности ситалла, была проведена серия экспериментов. Образец из ситалла подвергался воздействию лазерного излучения, отчего немного плавился, а при дальнейшем застывании его поверхность становилась очень гладкой.

В процессе эксперимента изменялись параметры лазерного излучения. Два параметра фиксировались, и проводилась серия опытов, при которой последовательно изменялся третий параметр. Затем один из первых двух параметров изменялся, и снова проводилась серия опытов. Исследование полученных в ходе эксперимента образцов проводилось на высокоточном оборудовании — сканирующем зондовом микроскопе Solver Р47 PRO. Результаты были представлены в виде снимков.

Проект вошел в пятерку победителей программы «У.М.Н.И.К», но работа молодых ученых на этом не заканчивается. «В этом году мы хотим расширить условия эксперимента — будем проводить исследования в разных средах. Еще нам нужно создать какое-то специфическое устройство для нагревания материалов, которое бы помещалось прямо в лазер. Также я работаю над кандидатской диссертацией по этой теме. За этот год хочу закончить экспериментальную часть, а в течение следующего года буду оформлять статистические результаты в виде графиков и таблиц. Может быть, получится запатентовать свой проект», — делится своими планами Ирина Скворцова.


Источник: NanoNewsNet