Спосіб отримання плівок ферит-гранату, що містить ві, із заданою шорсткістю поверхні

Реферат: Спосіб отримання плівок ферит-гранату, що містить Ві, із заданою шорсткістю поверхні включає виготовлення мішені, що містить компоненти ферит-гранату, що містить Ві, розпилення компонентів мішені на підкладку з немагнітного гранату, відпалювання отриманої плівки при температурі кристалізації ферит-гранату на повітрі при атмосферному тиску. Крім цього, швидкість нагрівання плівки до температури кристалізації ферит-гранату встановлюють від 2 до 40 °C/хв. UA 87156 U (12) UA 87156 U UA 87156 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Технічне рішення належить до технології отримання ферит-гранатових плівок і може бути використане при створенні пристроїв для керування когерентними потоками світла в оптоелектроніці, магнітофотоніці та при термомагнітному запису інформації. Відомий спосіб рідиннофазної епітаксії висококоерцитивних плівок ферит-гранатів, що містять Ві, на підкладках гадоліній-галієвого гранату (Domain structure of epitaxial garnet ferrite films with increased coercive force / Mikherskii R.M., Dubinko S.V., Vishnevskii V.G. et al. // Functional Materials. 2002. Vol. 9, N 1. P. 115-118). Спосіб включає приготування шихти, що містить окисли гранатоутворюючих елементів і окисли розчинника в необхідних співвідношеннях, розплавлення шихти в платиновому тиглі при температурі від 950 до 1100 °C, гомогенізацію розчину-розплаву, зниження температури до температури утворення гранатової фази, занурення в розчин-розплав підкладки з гадоліній-галієвого гранату, на якій відбувається кристалізація ферит-гранатової плівки. Недоліком способу є великі трудомісткість і вартість. Отримувані плівки мають товщину від 1 до 5 мкм та блочну структуру з розмірами блоків порядку товщини плівки, шорсткість поверхні від 400 нм до 3 мкм (Нестерук А.Г., Вишневский В.Г., Недвига А.С. Особенности морфологии напряженных эпитаксиальных феррогранатов, наблюдаемые посредством интерференционной микроскопии // Ученые записки Таврического национального университета имени В.И. Вернадского. Серия "Физика". - 2006. - Т. 19 (58). - № 1. - С. 53-67). Як найближчий аналог вибрано спосіб отримання полікристалічних плівок ферит-гранатів, що містять Ві, методом магнетронного розпилення матеріалу мішені на підкладку гадолінійгалієвого гранату (Напыление и параметры поликристаллических пленок феррит-гранатов для магнитооптических дисков / Ю.В. Старостин, Е.Н. Николаев, B.C. Песин и др. // Неорганические материалы. 1993. Т. 32, № 7. С. 988-991). Спосіб включає виготовлення мішеней заданих складів, їх магнетронне розпилення на підкладку з подальшим відпалюванням отриманих плівок в атмосфері кисню протягом однієї години. Отримані плівки мають товщину від 460 до 510 нм і містять кристаліти розміром від 30 до 75 нм. Недоліком способу є неможливість отримувати плівки з заданою шорсткістю поверхні. В основу корисної моделі поставлено задачу вдосконалити спосіб отримання плівок феритгранату, що містить Ві, із заданою шорсткістю поверхні шляхом використання нових технологічних прийомів у процесі її синтезу на підкладці з немагнітного гранату. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання плівок ферит-гранату, що містить Ві, із заданою шорсткістю поверхні, який включає виготовлення мішені, що містить компоненти ферит-гранату, що містить Ві, розпилення компонентів мішені на підкладку з немагнітного гранату, відпалювання отриманої плівки при температурі кристалізації феритгранату на повітрі при атмосферному тиску, згідно з корисною моделлю, швидкість нагрівання плівки до температури кристалізації ферит-гранату встановлюють від 2 до 40 °C/хв. Спосіб забезпечує можливість отримання плівок ферит-гранату, що містить Ві, із заданим значенням шорсткості поверхні без зміни магнітооптичних характеристик. Спосіб реалізується так. Виготовляють мішень, що містить компоненти ферит-гранату, який містить Ві, іоннопроменевим методом напилюють на підкладку з немагнітного гранату плівку, плівку нагрівають до температури кристалізації ферит-гранату та відпалюють на повітрі при атмосферному тиску. У таблиці наведено режими нагрівання плівок та характеристики шорсткості поверхонь плівок. Зменшення швидкості нагрівання плівки до температури відпалювання не змінює характеристики поверхні, а збільшення призводить до неконтрольованої зміни значення шорсткості поверхні плівки. Приклад реалізації способу. Плівки ферит-гранату, що містить Ві, із заданою шорсткістю поверхні отримували на установці УРМ 3-279, оснащеній іонно-променевим джерелом "Холодок-1", автоматичною системою напуску газів СНУ-2 і вакуумметром ВМТ-001, методом реактивного іоннопроменевого розпилення мішені складу Bi2,8Y0,2Fe5O12 на підкладку з монокристалічного гадоліній-галієвого гранату в суміші аргону і кисню. Напилені плівки нагрівали до температури 650 °C з різною швидкістю нагрівання (табл. 1) і відпалювали на повітрі при атмосферному тиску протягом 20 хв. Магнітооптичні характеристики плівок визначалися за залежністю кута фарадеївського обертання від напруженості магнітного поля (магнітооптичні петлі перемагнічування) на довжині хвилі 655 нм. Значення величини шорсткості поверхні контролювалося за допомогою атомно-силового мікроскопа Solver Pro. Експериментальні результати з напилення плівок ферит-гранату, що містить Ві, із заданим значенням шорсткості поверхні, з використанням мішені складу Bi2,8Y0,2Fe5О12 на підкладку з гадоліній-галієвого гранату отримані при такому режимі розпилення мішені: 1 UA 87156 U -6 залишковий тиск в камері 5·10 Τοрр -4 тиск аргону 5·10 Τοрр -4 тиск кисню 0,5·10 Торр прискорювальна напруга 5,0 кВ струм іонного пучка 160 мА. Заявлений спосіб забезпечує можливість отримання плівок ферит-гранату, що містить Ві, із заданим значенням шорсткості поверхні без зміни магнітооптичних характеристик. Таблиця Спосіб отримання плівок ферит-гранату, що містить Ві, із заданою шорсткістю поверхні Товщина № зразка, зразка нм 1 2 3 4 5 10 250 250 250 250 Швидкість нагрівання до температури кристалізації, C°/хв. 2,0 5,0 20,0 40,0 Шорсткість, нм Середній Питоме розмір фарадеївське середньоквадзерна максиобертання, середня ратичне шорсткості, мальна °/мкм відхилення нм 18 8 2,5 100 6,0 22 10 3,2 120 6,0 54 27 9.0 170 6,0 73 36 12,0 240 6,0 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб отримання плівок ферит-гранату, що містить Ві, із заданою шорсткістю поверхні, який включає виготовлення мішені, що містить компоненти ферит-гранату, що містить Ві, розпилення компонентів мішені на підкладку з немагнітного гранату, відпалювання отриманої плівки при температурі кристалізації ферит-гранату на повітрі при атмосферному тиску, який відрізняється тим, що швидкість нагрівання плівки до температури кристалізації ферит-гранату встановлюють від 2 до 40 °C/хв. Комп’ютерна верстка Л. Литвиненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2