Закономерности формирования фазово-структурного состояния конденсатов, полученных ионным распылением

Abstract

Проанализированы закономерности формирования структурно-фазового состояния конденсатов, полученных ионным распылением. Установлено, что все многообразие выявляемых структурных форм и фазовых состояний в осаждаемых материалах можно описать единым механизмом конденсации при разной степени неравновесности процесса. Степень неравновесности уменьшается с повышением температуры осаждения. Предложен механизм формирования конденсата из ионно-плазменных потоков, который включает два основных процесса: приповерхностную имплантацию, сопровождающуюся перемешиванием для высокоэнергетических осаждаемых частиц, и конденсацию низкоэнергетических частиц, при которой, в зависимости от температуры осаждения, проходится последовательность структурных состояний: аморфно-кластерное–кристаллическое β-метастабильной фазы–кристаллическое α-стабильной фазы.

Проаналізовано закономірності формування структурно-фазового стану конденсатів, одержаних йонним розпорошенням. Встановлено, що все розмаїття структурних форм та фазових станів у матеріялах, що осаджуються, можна описати єдиним механізмом конденсації за ріжних ступенів нерівноважности процесу. Ступінь нерівноважности зменшується з підвищенням температури осадження. Запропоновано механізм формування конденсату з йонно-плазмових потоків, який включає два основних процеси: приповерхневу імплантацію, котра супроводжується атомовим перемішуванням для високоенергетичних частинок, що осаджуються, та конденсацію низькоенергетичних частинок, за якої, у залежности від температури осадження, має місце утворення структурних станів у наступній послiдовности: аморфно-кластерний–кристалічний β-метастабільної фази–кристалічний α-стабільної фази.

Regularities of phase and structure state formation of condensates formed by ion sputtering are analyzed. As shown, the all variety of structural forms and phase states revealed in deposited materials can be described by the single condensation mechanism with different degree of the process non-equilibrium. The degree of non-equilibrium decreases with deposition-temperature increasing. The mechanism of condensate formation from ion–plasma flows is proposed and includes two main processes: subsurface implantation accompanied by intermixing for high-energy deposited particles and low-energy-particles’ condensation, at which the following consequence of structure states takes place depending on the deposition temperature: amorphous-cluster–crystalline metastable β-phase–crystalline stable α-phase.