Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2021, выпуск 4 » Статья стр. 635
<<<>>>
Структурные свойства и состав графитоподобных углеродных пленок, полученных импульсным лазерным испарением
DOI: 10.21883/JTF.2021.04.50627.257-20
Ершов И.В.1, Пруцакова Н.В.1, Холодова О.М.1, Лаврентьев А.А.1, Мардасова И.В.1, Жданова Т.П.1
1Донской государственный технический университет, Ростов-на-Дону, Россия
Email: iershov@donstu.ru
Поступила в редакцию: 31 августа 2020 г.
В окончательной редакции: 21 октября 2020 г.
Принята к печати: 26 октября 2020 г.
Выставление онлайн: 15 декабря 2020 г.
PDF версия
Исследованы структура и состав графитоподобных углеродных пленок, полученных методом импульсного лазерного осаждения в атмосфере инертного газа с использованием сублимируемых углеродных лент. Полученные пленки были изучены с помощью рентгеновской дифракции, фотоэлектронной спектроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света. Рентгеноструктурный анализ показал, что полученные пленки имеют структуру, характерную для турбостратного углерода и восстановленного оксида графена. Анализ фотоэлектронных спектров позволил сделать вывод о значительном уменьшении содержания кислорода и водорода в полученных пленках по сравнению с материалом мишени, а также о значительном снижении содержания sp3-фазы. С использованием спектроскопии комбинационного рассеяния было показано, что углеродные пленки имеют характерные признаки нанокристаллического графита/графена и двумерную (турбостратную) структуру с характерными размерами sp2-кристаллитов порядка 15-18 nm в зависимости от плотности энергии лазерного импульса. Ключевые слова: нанокристаллический графит, турбостратная структура, спектроскопия комбинационное рассеяние света, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопии, импульсное лазерное осаждение.
  1. M. Huang, X. Zhang, P. Keb, A. Wang. Appl. Surf. Sci., 283, 321 (2013). DOI: 10.1016/j.apsusc.2013.06.109
  2. C. Greco, U. Cosentino, D. Pitea, G. Moro, S. Santangelo, S. Patane, M. D'Arienzo, M. Fiore, F. Morazzoni, R. Ruffo. Phys. Chem. Chem. Phys., 21, 6021 (2019). DOI: 10.1039/C8CP07023G
  3. Y. Bleu, F. Bourquard, T. Tite, A.-S. Loir, C. Maddi, C. Donnet, F. Garrelie. Front. Chem. 6, 572 (2018). DOI: 10.3389/fchem.2018.00572
  4. K. Ihara, H. Numata, F. Nihey, R. Yuge, H. Endoh, Appl. Nano Mater., 2 (7) 4286 (2019). DOI: 10.1021/acsanm.9b00746
  5. M.K. Rabchinskii, A.T. Dideikin, D.A. Kirilenko, M.V. Baidakova, V.V. Shnitov, F. Roth, S.V. Konyakhin, N.A. Besedina, S.I. Pavlov, R.A. Kuricyn, N.M. Lebedeva, P.N. Brunkov, A.Ya. Vul'. Scientific Reports, 8, 14154 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-32488-x
  6. J. Robertson. Prog. Sol. St. Chem., 21, 199 (1991). DOI: 10.1016/0079-6786(91)90002-H
  7. A.M. Popov, G.N. Shumkin, N.G. Nikishin. Comp. Nanotechnol., 2, 13 (2014)
  8. J.Y. Huang, S. Chen, Z.F. Ren, G.S. Chen, M.S. Dresselhaus. Nano Lett., 6, 1699 (2006). DOI: 10.1021/nl0609910
  9. S. Annas. 53rd Electronic Components and Technology Conference, Proceedings (IEEE, New Orleans, 2003), p. 1691. DOI: 10.1109/ECTC.2003.1216529
  10. H. Birol, T. Maeder, P. Ryser. J. Micromech. Microeng., 17, 50 (2007). DOI: 10.1088/0960-1317/17/1/007
  11. T.N. Lambert, C.C. Luhrs, C.A. Chavez, S. Wakelandb, M.T. Brumbachc, T.M. Alamd. Carbon, 48, 4081 (2010). DOI: 10.1016/j.carbon.2010.07.015
  12. P. Blake, A.H. Castro Neto, K.S. Novoselov, D. Jiang, R. Yang, T.J. Booth, A.K. Geim, E.W. Hill. Appl. Phys. Lett., 91, 063124 (2007). DOI: 10.1063/1.2768624
  13. C.L. Marquardt, R.T. Williams, D.J. Nagel. Mater. Res. Society, 38, 325 (1985). DOI: 10.1557/PROC-38-325
  14. A. Sikora, F. Garrelie, C. Donnet, A.S. Loir, J. Fontaine, J.C. Sanchez-Lopez, T.C. Rojas. J. Appl. Phys., 108, 113516 (2010). DOI: 10.1063/1.3510483
  15. K.P. Acharya, H. Khatri, S. Marsillac, B. Ullrich, P. Anzenbacher, M. Zamkov. Appl. Phys. Lett., 97, 201108 (2010). DOI: 10.1063/1.3518481
  16. I. Kumar, A. Khare. Appl. Surf. Sci., 317, 1004 (2014). DOI: 10.1016/j.apsusc.2014.08.185
  17. S.C. Xu, B.Y. Man, S.Z. Jiang, A.H. Liu, G.D. Hu, C.S. Chen, M. Liu, C. Yang, D.J. Feng, C. Zhang. Laser Phys. Lett., 11, 096001 (2014). DOI: 10.1088/1612-2011/11/9/096001
  18. C12 Advanced Technologies Application Notes: LTCC Carbon Tape (TCS-CARB-1) [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.c12materials.com
  19. J.J. Gaumet, A. Wakisaka, Y. Shimizu, Y. Tamori. J. Chem. Soc. Faraday Trans., 89 (11), 1667 (1993). DOI: 10.1039/FT9938901667
  20. R.E. Franklin. Acta Cryst., 3, 107 (1950). DOI: 10.1107/S0365110X50000264
  21. M. Pawlyta, J.-N. Rouzaud, S. Duber. Carbon, 84, 479 (2015). DOI: 10.1016/j.carbon.2014.12.030
  22. A. Cuesta, P. Dhamelincourt, J. Laureyns, A. Martinez-Alonso, J.M.D. Tascon. J. Mater. Chem., 8, 2875 (1998). DOI: 10.1039/A805841E
  23. N.E.S Sazali, M. Deraman, R. Omar, M.A.R. Othman, M. Suleman, S.A. Shamsudin, N.S.M. Tajuddin, M.F.Y.M. Hanappi, E. Hamdan, N.S.M. Nor, N.H. Basri. AIP Conf. Proc., 1784, 040009 (2016). DOI: 10.1063/1.4966795
  24. S. Navalon, J.R. Herance, М. Alvaro, H. Garcia. Mater. Horiz., 5, 363 (2018). DOI: 10.1039/C8MH00066B
  25. J. Robertson. Mater. Sci. Engineer.: Reports, 37, 129 (2002). DOI: 10.1016/S0927- 796X(02)00005-0
  26. T. Xu, S. Yang, J. Lu, Q. Xue, J. Li, W. Guo, Y. Sun. Diamond Related Mater., 10, 1441 (2001). DOI: 10.1016/S0925-9635(00)00500-8
  27. J.R. Rani, J. Lim, J. Oh, D. Kim, D. Lee, J.-W. Kim, H.S. Shin, J.H. Kim, S.C. Jun. RSC Adv., 3, 5926 (2013). DOI: 10.1039/C3RA00028A
  28. M.K. Rabchinskii, A.T. Dideikin, D.A. Kirilenko, M.V. Baidakova, V.V. Shnitov, F. Roth, S.V. Konyakhin1, N.A. Besedina, S.I. Pavlov, R.A. Kuricyn, N.M. Lebedeva, P.N. Brunkov, A.Ya. Vul'. Scientific Reports, 8, 14154 (2018). DOI: 10.1038/s41598-018-32488-x
  29. L. Chen, Zh. Xu, J. Li, B. Zhou, M. Shan, Y. Li, L. Liu, B. Li, J. Niu. RSC Adv., 4, 1025 (2014). DOI: 10.1039/C3RA46203J
  30. J.F. Watts, J. Wilstenholme. An Introduction to Surface Analysis by XPS and AES (John Wiley\&Sons Ltd, Chichester, West Sussecs, 2003)
  31. E.D. Briggs, M.P. Seach. Practical Surface Analysis by Auger and X-Ray Photoelectron Spectroscopy (John Wiley\&Sons Ltd, Chichester, 1983)
  32. В.И. Нефедов. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений: справочник (Химия, М.,1984)
  33. N. Kumar, R. Ramadoss, A.T. Kozakov, S.K. Jothiramalingam, S. Dash., A.K. Tyagi, N.H. Tai., I-Nan Lin. J. Phys. D: Appl. Phys., 46, 275501 (2013). DOI: 10.1088/0022-3727/46/27/275501
  34. P. Piecuch, J. Maruani, G. Delgado-Barrio, S. Wilson. Advances in the Theory of Atomic and Molecular Systems, Dynamics, Spectroscopy, Clusters and Nanostructures (Springer, Dordrecht, Heidelberg, London, N Y., 2009) DOI: 10.1007/978-90-481-285-0
  35. A.C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 61, 14095 (2000). DOI: 10.1103/PhysRevB.61.14095
  36. A.C. Ferrari. Sol. State Comm., 143, 47 (2007). DOI: 10.1016/j.ssc.2007.03.052
  37. M.A. Pimenta, G. Dresselhaus, M.S. Dresselhaus, L.G. Canсado, A. Jorioa, R. Saito. Phys. Chem. Chem. Phys., 9, 1276 (2007). DOI: 10.1039/B613962K
  38. A.C. Ferrari, D.M. Basko. Nature Nanotechnol., 8, 235 (2013). DOI: 10.1038/nnano.2013.46
  39. C. Beny-Bassez, J.N. Rouzaud. Scanning Electron Microscopy, 1, 119 (1985)
  40. A. Sadezky, H. Muckenhuber, H. Grothe, R. Niessner, U. Poschl. Carbon, 43, 1731 (2005). DOI: 10.1016/j.carbon.2005.02.018
  41. F. Tuinstra, J.L. Koenig. J. Chem. Phys., 53, 1126 (1970). DOI: 10.1063/1.1674108
  42. L.G. Cancado, K. Takai, T. Enoki, M. Endo. Appl. Phys. Lett., 88, 163106 (2006). DOI: 10.1063/1.2196057
  43. A.C. Ferrari, J. Robertson. Phys. Rev. B, 64, 075414 (2001). DOI: 10.1103/PhysRevB.64.075414
  44. A.C. Ferrari, S.E. Rodil, J. Robertson. Phys. Rev. B, 67, 155306 (2003). DOI: 10.1103/PhysRevB.67.155306
  45. A. Eckmann, A. Felten, A. Mishchenko, L. Britnell, R. Krupke, K.S. Novoselov, C. Casiraghi, Nano Lett., 12 (8), 3925 (2012). DOI: 10.1021/nl300901a
  46. L.G. Cancado, K. Takai, T. Enoki, M. Endo, Y.A. Kim, H. Mizusaki, N.L. Speziali, A. Jorio, M.A. Pimenta. Carbon, 46, 272 (2008). DOI: 10.1016/j.carbon.2007.11.015
  47. H. Wilhelm, M. Lelaurain, E. Mc Rae. J. Appl. Phys., 84, 6552 (1998). DOI: 10.1063/1.369027
  48. A. Das, B. Chakraborty, A.K. Sood. Bull. Mat. Sci., 31, 579 (2008). DOI: 10.1007/s12034-008-0090-5

Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme