Search academic texts

Information × Registration Number 0525U000389, Doctoral dissertation Status Доктор фізико-математичних наук Date 17-09-2025 popup.evolution . Title Mass-spectrometric analysis of phase-structural transformations of nanoscale objects under the action of ion irradiation Author Oleksandr S. Oberemok, popup.advisor Viktor P. Melnyk popup.opponent Ivan P. Yaremiy popup.opponent Ihor A. Vladymyrskyi popup.opponent Oleg Y. Khyzhyn popup.review Viktor Y. Bratus popup.review Yuriy M. Naseka popup.review Igor P. Vorona Description Дисертацію присвячено вивченню просторових, структурних та фазових змін нанорозмірних об’єктів у твердому тілі під дією пучків прискорених іонів у процесах мас-спектрометричного аналізу та іонної імплантації. Мета роботи полягає у встановленні умов взаємодії іонних зондів з поверхнею, придатних для визначення фізичних характеристик низки актуальних нанорозмірних об’єктів. Перший розділ присвячено аналізу модифікації поверхні під дією прискорених іонів різних енергій і типів. Встановлено два енергетичні пороги взаємодії іонів з поверхнею твердого тіла, що визначають достовірність глибинного профілювання основних елементів та домішок. Енергії вище першого порогу спричиняють критичне розмиття профілів у багатошарових періодичних нанорозмірних структурах (БПНС), унеможливлюючи точне калібрування шарів рівної товщини по глибині. Зниження енергії зменшує атомне перемішування, а при енергіях нижче другого порогу формується нанорельєф, що погіршує глибинну роздільну здатність. Оптимальна енергія, за якої врівноважуються ефекти перемішування та розвитку нанорельєфу, забезпечує достовірне визначення форми профілів, товщин шарів і визначає фізичну межу відтворення просторового розподілу елементів і домішок у наноструктурах. Другий розділ присвячено розробці нової фізичної моделі взаємодії низько-енергетичних іонів з нано-розмірними об’єктами під час аналізу методом мас-спектрометрії вторинних нейтральних частинок. Запропоновано нову методику низько-енергетичного мас-спектрометричного аналізу розподілу концентрацій основних елементів і домішок у БПНС. Розроблено універсальний підхід до оптимізації умов послідовного розпилення пар шарів різних матеріалів нанометрової товщини на прикладі багатошарової наноструктури Mo/Si. Третій розділ присвячено дослідженню механізмів деградації Mo/Si БПНС, що використовуються як дифракційні надґратки. Вперше встановлено, що однією з причин погіршення відбивних властивостей рентгенівських дзеркал під час тривалого нагрівання при температурах, близьких до 0,212 температури плавлення кремнію, є кристалізація границі розділу з утворенням подвійної надґратки, центр якої збагачений гетерованим киснем. Іншою причиною деградації є виникнення випадкових локальних областей дифузії атомів кремнію та кисню через границю розділу вглиб шарів молібдену. Четвертий розділ розглядає вплив механічних напружень на швидкість розпилення БПНС. Вперше показано, що підвищення коефіцієнта розпилення зовнішніх шарів у сильно напружених БПНС під дією іонного пучка обумовлене формуванням деформаційно-стимульованих потоків слабко зв’язаних атомів. Через малу товщину шарів (5–10 нм) джерело таких атомів швидко вичерпується, що призводить до зростання локальної швидкості розпилення в межах окремого шару. П’ятий розділ присвячено вивченню перерозподілу залишкового кисню в об’ємі кремнієвих пластин Чохральського під час формування надмілких n/p-переходів, створених імплантацією As або Sb. Вперше виявлено, що імплантація As спричиняє прискорену дифузію та гетерування залишкового кисню в зоні імплантації, що стимулює ріст оксидної плівки на поверхні, на відміну від випадку Sb. Запропоновано модель, яка пояснює цю різницю особливостями полів механічних напружень і механізмами дифузії домішок. Шостий розділ спрямовано на усунення структурних недосконалостей стовпчастих наноплівок ZnO, синтезованих за кімнатної температури. Встановлено порогову товщину кристалізації ZnO (~50 нм) і показано, що іонна імплантація рідкісноземельних елементів (РЗЕ) істотно покращує кристалічність. Запропоновано масозалежний механізм кристалізації, зумовлений радіаційним нагрівом. Досліджено відмінності температур виходу РЗЕ за межі ґратки ZnO під час відпалу, а також продемонстровано покращення фоточутливості та електричних характеристик гетеропереходів ZnO/Si, синтезованих за кімнатної температури. Дисертаційна робота має комплексний характер, поєднує експериментальні та теоретичні підходи, і вперше встановлює низку фізичних механізмів, що визначають просторову роздільну здатність, стабільність і структурну досконалість нанорозмірних об’єктів під дією іонних пучків. Registration Date 2025-09-04 popup.nrat_date 2025-09-04 Close