Влияние ионного облучения на структуру, абсорбционную способность и коррозионные свойства наноразмерных металлических композиций

Показана перспективность метода бомбардировки нанотолщинного вакуумно-конденсированного металлического вещества ионами малых энергий - как инструмента целенаправленного формирования таких градиентных распределений структурно-фазовых состояний, которые обеспечивают новые свойства. Разработаны новые методические подходы к структурному анализу наноразмерных материалов с использованием синхротронного излучения (с плотностью потока фотонов больше на 12 порядков, а длительностью экспозиции - в 150 раз меньше, чем при традиционных методах рентгеноструктурного анализа). Показано пассивирующее влияние ионного облучения низкой энергии (до 2000 эВ) поверхности тонкопленочных систем (толщиной до 100 нм) на материалы металлических слоев, которое способствует восстановлению оксидов на внутренних интерфейсах, уменьшает количество примесных атомов углерода и увеличивает степень кристалличности проводящего слоя с сохранением исходного фазового состава. Предложена новая модель восстановительных процессов в наноразмерных пленочных системах, основанная на эффекте дальнодействия бомбардирующих ионов, которая объясняет удаление примесей из границ зерен и границ раздела компонентов, утолщение слоев и улучшение коррозионных свойств за счет «армирования» поверхностного слоя аргоном. Впервые продемонстрировано, что комбинирование низкоэнергетической ионной обработки при оптимальном режиме (E ~ 800 эВ, t ~ 20 минут) с термическим отжигом (в интервале 200°С - 450°С) позволяет сохранить положительные эффекты ионного воздействия и дополнительно повысить степень совершенства кристаллической структуры слоя проводящего материала, стабилизировать нанокристаллическую структуру путем торможения процессов рекристаллизации, замедлить диффузионное взаимодействие компонентов, значительно повысить физико-механические и адгезионные свойства и тем самым повысить термическую стабильность пленочного материала. Определены закономерности относительно физической природы зависимости вероятности ионизации распыленных атомов от атомарной и электронной структуры металлов, разбавленных твердых растворов и концентрированных сплавов, подверженных бомбардированию ионами нейтральных газов (матричный эффект).