авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Разработка основ лазерно и магнитостимулированной технологии электроосаждения ni/bi2te3 контактов термоэлементов пельтье

-- [ Страница 2 ] --

Таблица 2 - Сопоставление теоретических и экспериментальных масс осаждённого никеля в зависимости от времени для четырёх серий опытов

Вид воздействия t, мин 1 2 3 4 5 6
№ серии (кодированные значения факторов матрицы планирования эксперимента) Масса m, мг
Контрольные значения:отсутствует магнитное. поле и лазерное излучение (0;0) по теории 17,06 35,12 58,57 80,72 99,75 120,99
(0;0) по опытам 17,07 34,25 58,78 79,04 99,94 120,9
Магнитное поле (2;0) по теории 26,56 50,65 87,56 120,35 135,84 149,38
(2;0) по опытам 26,51 50,27 86,71 119,25 134,55 150,45
Лазерное излучение (0;2) по теории 26,28 56,54 79,85 115,54 134,87 146,18
(0;2) по опытам 26,81 56,91 79,45 118,61 133,14 146,48

Магн. поле + лазерное излучение (2;2) по теории 36,88 70,54 81,97 121,07 127,11 138,72

(2;2) по опытам 37,06 70,02 82,15 121,03 124,38 136,09

Графики сопоставлений теоретических и экспериментальных приращений масс

электроосаждения никеля по сериям

1 серия 2 серия

Рис. 1 - Электроосаждение без Рис. 2 – Электроосаждение при действии

действия постоянного магнитного только постоянного магнитного поля

поля и лазерного излучения

Рис. 3 - Электроосаждение при действия Рис. 4 - Электроосаждение при

только лазерного излучения лазерного излучения и постоянного

магнитного поля

Выявлен разный характер нелинейности, отражающий действие факторов постоянного магнитного поля и лазерного излучения.

Сопоставление теоретических и экспериментальных значений приращения масс даёт погрешность в сериях 1-3 порядка не более 3%, в серии 4 погрешность не более 5%, что связано с ухудшением характеристик осаждаемой плёнки при значениях интенсивности лазерного излучения и индукции магнитного поля превышающих оптимальные.

В четвёртой главе рассматривается разработка и исследование технологии электроосаждения Ni/Bi2Te3 контактов, представлены результаты исследований альтернативных методов электроосаждения.

Показано, что в эффект действия постоянного магнитного поля по ускорению транспорта ионов в объёме электролита определяется конструкцией установок, схемы которых приводятся.

а) б)

Рис. 5 – Схемы установок для электроосаждения никелевых плёнок на полупроводниковую подложку (Вi2Те3) с несимметричным (а) и симметричным (б) расположением постоянных магнитов

Элементы установки: 1 – источник постоянного напряжения; 2 – блок ;

3 – электролит 4,5 – электроды; ,7,8,9– электромагниты; 10 – теплопроводящая подложка; 11 –термомодуль Пельтье; 12 – радиатор 6; 13 датчик контроля температуры; 14 – амперметр; 15 – источник постоянного тока.

Рис. 6 Схема движения ионов в постоянном магнитном поле при симметричном расположении электромагнитов

В вектор индукции магнитного поля; Е вектор напряжённости электрического поля; F сила Лоренца; v вектор скорости иона.

Результаты воздействия симметричного и несимметричного постоянных магнитных полей приводятся на рис.7.

Рис. 7 – Зависимость приращения массы электроосаждённого никеля от времени электроосаждения при действии симметричного и несимметричного постоянных магнитных полей разной и интенсивности

I – несимметричное магнитное поле одного магнита;

II – симметричное, поле двух магнитов; К – контрольная зависимость без действия магнитного поля.

m, мг

Для значений индукции, соответствующих графикам II и I имеет место соотношение ВII : ВI равное 1,27 Тл : 0,63 Тл как 2 :1; К – зависимость без действия постоянного магнитного поля.

t, мин

- Зависимости I никеля (рис. 7) для времени электроосаждения t = 6 мин. Соот

ветствует меньший выход по массе электроосаждённого вещества: никель на 28 %, что объясняется существованием дополнительного торможения, при электрофоретическом эффекте.

- Зависимости II никеля (рис. 7), времени электроосаждения t = 6 мин. отвечает увеличение массы электроосаждённого вещества: никель на 9 %, объясняемые компенсацией электрофоретического и релаксационного торможения силой Лоренца парой симметричных электромагнитов.

Установлено, что результаты комплексного воздействия лазерного облучения и постоянного магнитного поля на приращение массы электроосаждённого вещества имеют нелинейный характер (рис. 8), что объясняется уменьшением диффузионного и фазового перенапряжений.

Рис. 8 – Зависимость приращения массы электроосаждённого никеля от времени электролиза при совместном действии постоянного магнитного поля и лазерного облучения для разных интенсивностей облучения

Для интенсивностей облучения, соответствующих графикам II и I имеет место отношение III : II (0,88 : 0,44 ) Вт/см2 равное 2 : 1; В = 1,3 Тл, В = const, время облучения = 6 мин., = соnst. К – контрольная зависимость без действия магнитного поля и лазерного излучения.

- Среднее приращение массы относительно контрольной для III, mII > mк на 123% большее, чем для отдельно взятых факторов: 113% для магнитного поля и 28% для лазерного излучения отражает большую эффективность совместного действия магнитного поля и лазерного излучения.




В пятой главе представлены результаты экспериментальных исследований влияния параметров постоянного магнитного поля и лазерных потоков на формирование структуры электроосаждённой никелевой плёнки.

Исследования процессов электроосаждения проводилось на атомно-силовом микроскопе СЗМ Solver P47 Pro с использованием поставляемого в комплекте программного обеспечения. Средние значений высоты наноразмерных структур рассчитаны при статистической обработке данных, полученных методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) изображений с использованием программного пакета Image Analysis 2.0. В результате морфологических исследований методом АСМ было установлено: комплексное действия магнитного поля и лазерного излучения (рис. 11), позволяет получить более плотную и однородную структуру, средняя площадь кристаллов составляет 200 мкм2, площадь пор составляет Sпор= 1% поверхности образца (уменьшилась на 76 %), рельеф качественно отличается от рельефа контрольной поверхности, среднее значение микронеровностей 280 нм, адгезия, относительно контрольного образца (рис. 10), возросла на 6 %.

I Контрольный образец.

9-а 9-б

Рис. 9 – Структура плёнки никеля (9-а); рельеф поверхности плёнки (9-б) контрольного образца электроосаждённой без действия постоянного магнитного поля и лазерного излучения U = 3 В, j = 29 мА/см2.

II Комплексное действие магнитного поля

10-а 10-б

Рис. 10 – Структура плёнки никеля (10-а), рельеф поверхности плёнки (10-б) никеля при совместном действии лазерного излучения ( = 808,8 нм, удельной мощностью Р = 0,88 Вт/см2) и магнитного поля (В = 1,3 Тл) на процесс электроосаждения никелевой плёнки

Полученные результаты влияния режимов постоянного магнитного поля и лазерного облучения на качество осаждаемых никелевых контактов проверялись методом рентгеноструктурного анализа на аппарате ДРОН-2 в НИИ физики ЮФУ (РГУ). По данным рентгеноструктурного анализа результатов электроосаждения никелевых плёнок методом малоугловой дифракции установлено для комплексного действия лазерного излучения, магнитного поля образец № 2:

1. наличие более однородной структуры образца № 2 – меньшая полуширина рентгеновской линии: образца № 2 (Вср2 = 0,815 угл. град.), по сравнению с контрольным образцом № 1 (Вср1 = 0,935 угл. град.) на 12.8 %;

2. величина интегральной интенсивности J образца № 2, Jср2 = 106,5 мм град., относительно контрольного образца №1 (Jср1, = 91 мм град.) увеличилась на 17 %, что свидетельствует о большей интенсивности линии никеля, то есть о большей толщине плёнки.

J, relative

units

Рис.11 – Штрихдиаграмма сравнения интенсивностей эталонного, контрольного и экспериментального образца, полученного при совместном действии постоянного магнитного и лазерного излучения

d,

Рис.12 – Дифрактограммы линии никеля для угла в 52 в образце № 2: 12-а, и в контрольном образце № 1: 12-б

Исследование комплексного действия лазерного излучения, магнитного поля и температурных режимов термического отжига на термо-ЭДС элемента Пельтье.

а) б)

Из результатов исследований разных методов внешнего воздействия на процесс электроосаждения, представленных в таб лице 3, следует неоднозначность раздельного воздействия: имеет место одновременное улучшение одних параметров и ухудшение других, то есть, получить требуемые характеристики плёнки применением только лазерного излучения или постоянного магнитного поля невозможно. Метод комплексного воздействия позволяет это противоречие разрешить.

Таблица 3 – Максимальные значения основных параметров осаждаемой плёнки для разных методов внешнего воздействия на процесс электроосаждения: лазерное излучение, постоянное магнитное поля, комплексное воздействие.

Вид воздействия Контроль ное Лазер. излуче ние Маг. поле Магн. поле + лазерное излучение Качественная характеристика. осн. параметров при комплексном действии маг. поля и лазерного излучения
Полуширина рентген. линии Вср, угл. град. 0 0,935 + 0,65 + 0,85 + 0,815 Улучшение однородности и структуры плёнки
Интенсивность Jср, мм град. 0 91 - 29,5 - 55,5 + 106,5 Увеличение толщины плёнки


Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

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.