Основи проектування та створення гетероепітаксіальних структур перовськітних матеріалів для приладобудування

Отримано концентраційні залежності поляризованих спектрів комбінаційного розсіювання світла (КРС) для плівок титанату свинцю-кальцію Pb1-xCaxTiO3 (РСТ), визначено, що при заміщенні Pb на Ca загальний характер спектрів не змінюється і навіть при х=0,45 спектри КРС відповідають тетрагональній сегнетоелектричній фазі, що реалізується в чистому РСТ. Виявлено, що компонента м'якої моди А1(ТО) у плівці тітанату свинцю-лантана Pb0.9La0.1TiO3 (РLT) має частоту 280 см-1 і суттєво зсувається в бік низьких частот при зростанні вмісту La. При цьому зростає взаємодія цієї моди з низькочастотною модою 180см-1, частота якої знижується всього на 10 см-1 при х = 0,45. З отриманих спектрів КРС керамік і плівок твердих розчинів РLT можна зробити висновок, що заміщення Pb на La робить істотний вплив на зв'язок Ti-O.
Виявлено, що дислокаційний механізм релаксації напруги відбувається в області тітанату свинцю-кальцію, що має контакт з підкладкою на товщині біля 1,3 нм. За допомогою електронної дифракції була визначена разорієнтація плівки і підкладки в напрямку, перпендикулярному площині плівки, яка становить від 0,5° до 1,0°, що знаходиться в межах помилки визначення та узгоджується з даними рентгеноструктурного аналізу.
Установлено зв'язки між умовами кристалізації плівок та їх структурними і деформаційними характеристиками. Знайдено узагальнений енергетичний параметр, що характеризує всю сукупність елементарних процесів: напилення та переносу частинок матеріалу через плазму ВЧ-розряду, їх конденсації на підкладці. Розроблено методику кількісного визначення узагальненого енергетичного параметра, встановлені області його зміни, які відповідають якісним та кількісним змінам механізму формування плівок.
Розроблено методику визначення внутрішніх параметрів, вперше дозволила звести багатопараметричну задачу умов отримання сладних оксидів, до аналізу фазової діаграми, що не тільки істотно спростило отримання плівок із заданими властивостями, але й відкрило можливості для створення нової технології. Отримана методика визначення внутрішніх параметрів гетероепітаксіальних шарів, спростить отримання плівок із заданими властивостями.
Розроблено метод побудови ВАХ розряду за даними оптичної емісійної спектроскопії який дозволяє: однозначно встановлювати ідентичні параметри розряду при використанні
різних за складом мішеней або при зміні конфігурації електродів розпилювальних пристроїв; провести розділення різних типів ВЧ-розряду за внутрішніми параметрами; при оптимізації умов вирощування плівок коректно враховувати роль плазмових процесів в загальному процесі їх росту.
Отримано температурну залежність параметрів елементарної комірки плівок з РСТ і РLT на підкладці з оксиду магнію, орієнтованої паралельно кристалографічної осі Z (001), на якій нанесено шар платини Pt/MgO, були отримані гетероепітаксійні структури зазначених вище матеріалів.
Отримано температурні залежності поляризованих спектрів КРС плівок титанату свинцю-лантану. При підвищенні температури інтенсивність всіх полярних мод знижується, а частота м'якої моди Е(ТО), підвищується від 60 см-1 при кімнатній температурі до 72 см-1 при 368 К.
Виявлено, що в гетероепітаксійних плівках титанату свинцю-лантану PLT отриманих на підкладці Pt/MgO, що орієнтована паралельно до кристалографічної вісі Z(001), виникають двовимірні напруги, які призводять до утворення 180-градусної с-доменної структури в тетрагональній фазі, яка відіграє важливу роль при низькотемпературних фазових переходах.