Детальная информация

Название: Характеристики и области возможных применений аморфных кремний-углеродных и металл-кремний-углеродных пленок: обзор // Известия высших учебных заведений. Электроника: научно-технический журнал. – 2023. – С. 24-48
Авторы: Дмитриев В. К.; Ильичев Э. А.; Кирпиленко Г. Г.; Петрухин Г. Н.; Рычков Г. С.; Фролов В. Д.
Выходные сведения: 2023
Коллекция: Общая коллекция
Тематика: Физика; Физика твердого тела. Кристаллография в целом; обзоры; углеродные пленки; металл-кремниевые пленки; аморфные кремниевые пленки; характеристики углеродных пленок; аллотропные соединения углерода; графеновые пленки; reviews; carbon films; metal-silicon films; amorphous silicon films; characteristics of carbon films; allotropic carbon compounds; graphene films
УДК: 539.2
ББК: 22.37
Тип документа: Статья, доклад
Тип файла: Другой
Язык: Русский
DOI: 10.24151/1561-5405-2023-28-1-24-48
Права доступа: Доступ по паролю из сети Интернет (чтение)
Ключ записи: RU\SPSTU\edoc\70868

Разрешенные действия: Посмотреть

Аннотация

Уникальность свойств кремний-углеродных и кремний-металл-углеродных пленок, представляющих нанокристаллический и аморфный класс аллотропов углерода, обусловила широкий диапазон областей их возможных применений. В работе проведен анализ динамики развития технологий получения и расширения областей применений кремний-углеродных и кремний-металл-углеродных пленок. Так, эластичность, механическая прочность (1500-3000 кг/мм{2}) и химическая стойкость пленок обеспечивают эффективность их применений в качестве пассивирующих покрытий. Теплопроводность и высокий коэффициент черноты (0,8), высокие значения модуля упругости (9/10{11} Н/м{2}), высокоомность кремний-углеродных пленок (105-108 Ом/см) и их прозрачность для электромагнитных излучений (вплоть до частот в несколько десятков гигагерц) позволяют их использовать в широкополосных радиочастотных приборах в качестве подвижных элементов (балок, мостов, мембран) МЭМС-переключателей и варакторов. Термостойкость (до 600 С в открытой системе), достаточно высокая электропроводность (удельное сопротивление ~ 10-5 Ом/см) и высокий коэффициент черноты пленок дают возможность формировать на основе кремний-металл-углеродных пленок широкополосные излучатели нагревательного типа со спектром излучения, зависящим от температуры пленки, в диапазоне 2-14 мкм. Фазовые преобразования аморфной кремний-углеродной пленки в графеновую пленку, осуществляемые посредством высокотемпературного отжига в вакууме в присутствии катализатора, позволяют создавать на ее основе как управляющие электроды с малыми "сеточным" потерями тока (не более 5 %) в вакуумных эмиссионных приборах силовой СВЧ-электроники, так и функциональный слой мультислойной гетероструктуры автоэмиссионной среды для холодных мобильных катодно-сеточных узлов. Обнаруженный эффект автомодуляции фазового и элементного состава кремний-металл-углеродной пленки в направлении роста представляет не только прикладной, но и фундаментальный интерес.

The uniqueness of the properties of silicon-carbon and silicon-metal-carbon films, representatives of the nanocrystalline and amorphous classes of carbon allotropes, has led to a wide range of areas of their possible application. In this work, the analysis of the dynamics of development of technologies for obtaining and expanding the areas of application of silicon-carbon and silicon-metal-carbon films has been conducted. Thus, the elasticity, mechanical strength (1500-3000 kg/mm{2}) and chemical resistance of the films ensured the effectiveness of their application as passivating coatings. Thermal conductivity and high emissivity (0.8), high modulus of elasticity (9*10{11} N/m{2}), high resistivity of silicon-carbon films (105-108 Ohm/cm) and their transparency for electromagnetic radiation (up to frequencies of several tens of gigahertz) allow their application for broadband RF devices as moving elements (beams, bridges, membranes) of MEMS switches and varactors. Thermal resistance (up to 600 C, in an open system), sufficiently high electrical conductivity (resistivity ~ 10-5 Ohm/cm) and high emissivity of the films make it possible to form broadband heating-type radiators based on silicon-metal-carbon films, with an emission spectrum (depending on film temperature) in the range of 2-14 mum. Phase transformations of an amorphous silicon-carbon film into a graphene film, carried out by high-temperature annealing in vacuum over a catalyst, allows the formation on its basis of control electrodes with low "grid" current losses (no more than 5 %) in vacuum emission devices of power microwave electronics, as well as the functional layer of a multilayer heterostructure of a field emission medium for cold mobile cathode-grid units. The revealed effect of self-modulation of the phase and elemental composition of a silicon-metal-carbon film in the direction of growth is of not only applied but also fundamental interest.

Статистика использования

stat Количество обращений: 21
За последние 30 дней: 2
Подробная статистика