Preview

Российские нанотехнологии

Расширенный поиск

СКАНИРУЮЩАЯ ЗОНДОВАЯ ЛИТОГРАФИЯ ДЕНДРИТОПОДОБНЫХ НАНОСТРУКТУР В УЛЬТРАТОНКИХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ НАНОКОМПОЗИТНЫХ ПЛЕНКАХ

Полный текст:

Аннотация

Исследуются особенности роста дендритоподобных образований в ультратонких алмазоподобных нанокомпозитных пленках a-C:H,Si:O в ходе электрически индуцированной сканирующей зондовой литографии поверхности пленок в присутствии водяного адсорбата. Пороговая амплитуда электрических воздействий составляет ~2 В, что близко по своему значению к электролитическому потенциалу воды ~1.23 В. Определяющее влияние на рост дендритоподобных наноструктур оказывает влажность окружающей среды: при относительной влажности ~20 % появляются холмообразные выступы, при относительной влажности ~40 % появляются радиально направленные выступы (гряды), и при относительной влажности ~60 % возникают ответвления от гряд. Установлено, что поверхность дендритопобных наноструктур проявляет в наномасштабе повышенное трение по сравнению с исходным материалом при ее тестировании зондом сканирующего зондового микроскопа. Механизм роста и фрикционные свойства дендритоподобных наноструктур обсуждаются.

Об авторах

В. Д. Фролов
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
Россия


П. А. Пивоваров
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
Россия


Е. В. Заведеев
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
Россия


М. Л. Шупегин
Национальный исследовательский университет «МЭИ»
Россия


С. М. Пименов
Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН
Россия


Список литературы

1. Кулинич О., Яцунский И., Глауберман М. Дефектообразование в слоистых структурах диоксид кремния-кремний. Изд-во LAP LABERT Academic Publishing, 2011.

2. Dendrimers and other dendritic polymers / Ed. by Frechet J.M., Tomalia D.A. N.Y.: Wiley & Sons, 2001.

3. Kononenko T.V., Kononenko V.V., Pimenov S.M., Zavedeev E.V, Konov V.I., Romano V., Dumitru G. Effects of pulse duration in laser processing of diamond-like carbon films // Diamond Relat. Mater. 2005. V. 14. P. 136876.

4. Mühl T. Scanning-tunneling-microscopy-based nanolithography of diamond-like carbon films // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85. P. 5727.

5. Robertson J. Diamond-like amorphous carbon // Mater. Sci. Eng. R Reports. 2002. V. 37. № 4–6. P. 129.

6. Mühl T., Myhra S. Aqueous electro-oxidative probe-based patterning of diamond-like carbon films // Nanotechnology. 2007. V. 18. P. 155304.

7. Pivovarov P.A., Zavedeev E.V., Frolov V.D., Roch T., Scheibe H.-J., Pimenov S.M. Atomic-force-microscopy nanowriting on ultrathin tetrahedral amorphous carbon films // Appl. Phys. A 2016. V. 122. P. 958.

8. Neubeck S., Freitag F., Yang R., Novoselov K.S. Scanning probe lithography on graphene // Physica Status Solidi (B) Basic Research. 2010. V. 247. № 11–12. P. 2904.

9. Мешков Г., Синицына О., Яминский И. Новые разработки в области зондовой литографии углеродных материалов // Наноиндустрия. 2009. № 2. С. 28.

10. Weng L., Zhang L., Chen Y.P., Rokhinson L.P. Atomic force microscope local oxidation nanolithography of graphene // Appl. Phys. Lett. 2008. V. 93. P. 93107.

11. Rezek B., Sauerer C., Garrido J.A., Nebel C.E., Stutzmann M., Snidero E., Bergonzo P. Scribing into hydrogenated diamond surfaces using atomic force microscopy // Appl. Phys. Lett. 2003. V. 82. № 19. P. 3336.

12. Заведеев Е.В., Фролов В.Д., Пивоваров П.А., Ральченко В.Г., Юров В.Ю., Переверзев В.Г., Конов В.И. Зондовое нано- структурирование поверхности легированного бором алмаза // Российские нанотехнологии. 2015. Т. 10. № 11–12. C. 71.

13. Kirpilenko G.G, Frolov V.D., Zavedeev E.V., Pimenov S.M., Konov V.I., Shelukhin E.Y., Loubnin E.N. Synthesis, characterization and nanostructuring of (a-C:H):Si and (a-C:H):Si:metal films // Diam. Relat. Mater. 2006. V. 15. P. 1147.

14. Frolov V.D., Zavedeev E.V., Pimenov S.M., Konov V.I., Loubnin E.N., Kirpilenko G.G., Nanocones on (a-C:H):Si composite films: Thermal stability, growth dynamics and electrical properties // Diam. Relat. Mater. 2007. V. 16. P. 1218.

15. Frolov V.D., Gerasimenko V.A., Kononenko V.V., Pimenov S.M., Khomich A.V., Kovalev V.I., Kirpilenko G.G., Shelukhin E.Yu. Optical Properties of Nanostructured a-C:H,Si:O Films // Nanotechnologies in Russia. 2009. V. 4. № 5–6. P. 366.

16. Dorfman V.F., Diamond-like nanocomposites (DLN) // Thin Solid Films. 1992. V. 212. P. 267.

17. Шупегин М.Л. Осаждение пленок металлсодержащих нанокомпозитов с кремний-углеродной матрицей // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2013. Т. 79. № 2. С. 28.

18. Фролов В.Д., Заведеев Е.В., Комленок М.С., Арутюнян Н.Р., Шупегин М.Л., Пименов С.М. Сканирующая зондовая микроскопия лазерно-графитизированных алмазоподобных углеродных пленок // Российские нанотехнологии. 2016. Т. 11, № 7–8. С. 71.

19. Kaibara Y., Sugata K., Tachiki M., Umezawa H., Kawarada H. Control wettability of the hydrogen-terminated diamond surface and the oxidized diamond surface using an atomic force microscope // Diam. Relat. Mater. 2003. V. 12. P. 560.

20. Inoue T., Ogletree D.F., Salmeron M. Field emission study of diamond-like carbon films with scanned-probe field-emission force microscopy // Appl. Phys. Lett. 2000. V. 76. P. 2961.

21. Van den Oeyelaar R.J.A., Xu L., Ogletree D.F., Salmeron M., Tang H., Gui J. Tribocharging phenomena in hard disk amorphous carbon coatings with and without perfluoropolyether lubricants // J. Appl. Phys. 2001. V. 89. P. 3993.

22. Talyzin A.V., Solozhenko V.L., Kurakevych O.O., Szabó T., Dékány I., Kurnosov A., Dmitriev V. Colossal pressure-induced lattice expansion of graphite oxide in the presence of water // Angew. Chem. Int. Ed. 2008. V. 47. № 43. P. 8268–8271.

23. Jinesh K.B., Frenken J.W.M. Capillary Condensation in Atomic Scale Friction: How Water Acts like a Glue // Phys. Rev. Lett. 2006. V. 96. P. 166103.

24. Landau L.D., Lifshitz E.M., Theory of Elasticity. V. 7. 3rd ed. Butterworth-Heinemann, Oxford, 1986.

25. Hopcroft M.A., Nix W.D., Kenny T.W. What is the Young’s Modulus of Silicon? // J. Microelectromech. Syst. 2010. V. 19. P. 229.

26. Zavedeev E.V., Zilova O.S., Shupegin M.L., Barinov A.D., Arutyunyan N.R., Roch T., Pimenov S.M. Effects of UV laser micropatterning on frictional performance of diamond-like nanocomposite films // Appl. Phys. A. 2016. V. 122. № 11. Art. 961.


Просмотров: 49


ISSN 1992-7223 (Print)