Please use this identifier to cite or link to this item: https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/79372
Or use following links to share this resource in social networks: Recommend this item
Title Features of the Initial Stage of the Formation of Ti-Zr-Ni Quasicrystalline Thin Films
Other Titles Особливості початкової стадії формування квазікристалічних тонких плівок системи Ti-Zr-Ni
Authors Malykhin, S.V.
Kondratenko, V.V.
Kopylets, I.А.
Surovitskiy, S.V.
Shipkova, I.G.
Mikhailov, I.F.
Zubarev, E.N.
Bogdanov, Yu.S.
Keywords квазікристали
апроксимаційні кристали
магнетронне розпилення
тонкі плівки
рентгенівська дифракція
трансмісійна електронна мікроскопія
растрова електронна мікроскопія
quasicrystals
approximant crystals
magnetron sputtering
thin films
x-ray diffraction
TEM
SEM
Type Article
Date of Issue 2020
URI https://essuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/79372
Publisher Sumy State University
License In Copyright
Citation Features of the Initial Stage of the Formation of Ti-Zr-Ni Quasicrystalline Thin Films [Текст] / S.V. Malykhin, V.V. Kondratenko, I.А. Kopylets [et al.] // Журнал нано- та електронної фізики. – 2020. – Т. 12, № 4. – 04011. – DOI: 10.21272/jnep.12(4).04011.
Abstract Методами рентгенівської дифрактометрії, електронної мікроскопії та растрової електронної мікроскопії досліджені особливості початкової стадії формування квазікристалічної фази в тонких плівках Ti-Zr-Ni. Плівки отримували методом магнетронного розпилення мішені складу Ti41Zr38,3Ni20,7 (ат. %), осадженням на підкладки при температурі Т = 300 K і подальшим вакуумним відпалом. Встановлено, що безпосередньо після осадження плівки є рентгено-аморфними, наноструктурованими. Аналіз функцій радіального розподілу для плівок в початковому стані і після годинного вакуумного відпалу дозволяє стверджувати, що вже безпосередньо після осадження в ближньому атомному оточенні переважає невпорядкований кластерний стан топологічно близький до ікосаедричного. Робиться висновок, що атоми розташовані не хаотично, а утворюють "перехідну" структуру з недосконалим порядком за типом трьох оболонок укладання кластера Бергмана з використанням ікосаедрів і додекаедрів. Така структура є "підготовленим" зародком для подальшого формування ікосаедричної фази при нагріванні. Аналіз результатів відпалів дозволяє висловити припущення, що якісний характер переходу від псевдо аморфної фази до квазікристалічної, а також масштаб змін визначаються часом і температурою відпалу, а також товщиною плівки. Чим менше товщина, тим більше загальмовані процеси відпалу. Показано, що відпалом плівок товщиною 6 мкм і більше при температурі 500°С тривалістю понад 28 год можна отримувати однофазні квазікристалічні покриття з параметром квазікристалічності aq близько 0,5245 нм.
Using the methods of X-ray diffraction, transmission and scanning microscopy, the features of the initial stage of the formation of the quasicrystalline phase in thin films of Ti-Zr-Ni are studied. The films were obtained by magnetron sputtering of a target of the composition Ti41Zr38.3Ni20.7 (at. %) with deposition on substrates at T = 300 K and further vacuum annealing. It was established that immediately after deposition, the films are X-ray amorphous, nanostructured. An analysis of the radial distribution functions shows that immediately after deposition, the structural state of a disordered cluster, which is topologically close to icosahedral, prevails in the near atomic medium. It is concluded that the atoms are not arranged randomly, but form a “transitional” structure with an imperfect order like three shells of the Bergman cluster stacking using icosahedrons and dodecahedrons. Such a structure is a “prepared” nucleus for the further formation of the icosahedral phase upon heating. An analysis of the annealing results suggests that the qualitative nature of the transition from the pseudo-amorphous to the quasicrystalline phase and the scale of the transformations are determined by the annealing time and temperature, as well as by the film thickness. The smaller the thickness, the more the annealing processes are inhibited. It was shown that by annealing the films of a thickness of 6 μm or more at 500°C for more than 28 h, single-phase quasicrystalline coatings with a quasicrystallinity parameter aq of about 0.5245 nm can be obtained.
Appears in Collections: Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)

Views

Ukraine Ukraine
21

Downloads

Ukraine Ukraine
22

Files

File Size Format Downloads
Malykhin_jnep_4_2020.pdf 601,84 kB Adobe PDF 22

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.