Исследование особенностей твердофазных реакций в двухслойных Al/Ni,Al/Fe,Al/Co,Al/Mn,Al/Fe2O3,Pt/Co,Dy/Co,Ni3N/SiO тонких пленках, проходящих в режиме самораспространяющегося высокотемпературного синтеза тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Мягков Виктор Григорьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ ОСОБЕННОСТЕЙ ТВЕРДОФАЗНЫХ РЕАКЦИЙ

В ДВУХСЛОЙНЫХ Al/Ni, Al/Fe, Al/Co, Al/Mn, Al/Fe2O3, Pt/Co, by/Co, Ni3N/SiO ТОН1СИХ ПЛЁНКАХ, ПРОХОДЯЩИХ В РЕЖИМЕ САМОРАСПРОСТРАНЯЮЩЕГОСЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОГО

СИНТЕЗА.

01.04.07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Красноярск - 2004

Работа выполнена в Институте физики им. Л.В.Киренского СО РАН

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

Флёров Игорь Николаевич

доктор физико-математических наук Кирко Владимир Игорьевич

Ведущая организация: Институт проблем прочности и материаловедения СО РАН, г. Томск

Защита состоится " ¡¿/ " 2004 года в /У часов в актовом

зале на заседании диссертационного совета "Д 003.055.02

при Институте физики им. Л.В.Киренского СО РАН по адресу:

660036, г. Красноярск, Академгородок, Институт физики СО РАН.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики им. Л.В.Киренского СО РАН.

Автореферат разослан

" 2. " «смре л/

2004 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета

доктор физико-математических наук

САплеснин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) начал исследоваться с 1967 года, когда в институте химической физики АН СССР Й.П. Боровинская, В.М. Шкиро и А.Г. Мержанов обнаружили новый вид безгазового горения. Только через 15-20 лет интерес к СВС сильно возрос за рубежом, и появились работы в Японии, США, Польше.

В настоящее время СВС на порошках достаточно хорошо изучен. СВС представляет собой волну горения, которая распространяется самоподдерживающим способом. Автоволновой характер распространения волны СВС обусловлен высокоэкзотермичностью реакции при химическом взаимодействии реагентов. Волна горения может иметь температуру фронта до 5000 К и скорость распространения до 0,25 м/с. Методом СВС получены многие простые и сложные соединения, твёрдые растворы и метастабильные фазы. СВС имеет преимущества перед обычными способами получения соединений (высокая чистота продуктов реакции, простота аппаратуры синтеза, малые энергозатраты и т.д.).

СВС в слоистых системах исследовался в меньшей степени и совсем не Исследовался в двухслойных и мультислойных тонких плёнках. Двухслойные и мультислойные тонкие плёнки представляют собой слои различных реагентов, толщиной от одного атомного слоя до 500 нм, осаждённые последовательно друг на друга. Исследование СВС в тонких плёнках сейчас особенно актуально, так как тонкие слои составляют основу современной микроэлектроники. Большая поверхность пленочных реагентов создаёт условия значительного теплоотвода в подложку из зоны реакции, что понижает температуру фронта по сравнению с порошковыми реагентами. Это дает основание предположить, что СВС в тонких плёнках, являясь разновидностью твердофазных реакций, сильно отличается от СВС на порошках.

Твердофазные реакции в тонких плёнках широко исследуются последние 40 лет. Особенно интенсивно они изучаются в последние годы. Достаточно сказать, что практически в каждом номере Journal of Applied Physics имеются работы, связанные с твердофазными реакциями в тонких плёнках. Считается, что кинетика этих реакций определяется реактивной диффузией и связана с_ процессами образования зародышей новой фазы и их ростом и описывается уравнением Колмогорова-Аврами-Джонсона. Однако кинетика СВС в тонких слоях отличается от кинетики твердофазных реакций в плёнках. СВС в тонких плёнках представляет сдбой волну поверхностного горения и аналогичен процессу взрывной кристаллизации, Таким образом, для исследования СВС в тонких плёнках необходимы знания об СВС на порошках, взрывной в тонких

плёнках. Контакт реагентов на атомарном уровне является спецификой СВС в тонких плёнках. Особую роль при этом играют теплофизические характеристики подложки, так как они определяют временной масштаб тепловой релаксации в плёночном образце во время прохождения фронта СВС.

Исследование СВС в тонких плёнках связанных с подложкой в основном ограничено работами автора диссертации. Однако имеются несколько работ по взрывным реакциям в свободных от подложки плёнках. В таких плёнках автоволновой режим реакции инициируется локальным нагревом, так же как и в СВС на порошках.

Развитие физики твёрдого тела в последние десятилетия характеризуется интенсивным исследованием наноструктур. В наноструктурах существенно меняются характеристики энергетического спектра, что приводит к появлению в этих структурах уникальных физико-химических свойств. Двухслойные плёнки и мультислои по толщине являются образцами с искусственно созданной микро (нано) структурой. Поэтому исследование СВС в тонких плёнках может иметь фундаментальное значение для изучения химических механизмов в начальной стадии твердофазного синтеза и структурных фазовых переходов на порошках.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ - состоит в экспериментальном исследовании механизмов и особенностей СВС в тонких плёнках. В частности:

исследование, кинетики твердофазных реакций в тонких плёнках, проходящих в автоволновом режиме (СВС-режим);

исследование тепловыделения и оценка температуры фронта при СВС в тонких пленках;

изучение фазообразования в зависимости от полиморфных разновидностей плёночных реагентов; - исследование возможности применения СВС в технологии тонких плёнок для получения сред с заданными технологическими характеристиками.

НАУЧНАЯ'НОВИЗНА представленной диссертационной работы заключается в следующем:

1. Впервые показана возможность инициирования автоволновых твердофазных реакций (СВС режим) в тонких (до 200нм) плёнках.

3. Предложен методом СВС способ получения квазикристаллов в тонких плёнках.

4. Проведены исследования тепловыделения и даны оценки температуры фронта СВС.

5. Экспериментально показано, что только СоА1 фаза образуется «после СВС алюминия с различными полиморфными (кубической или гексагональной) модификациями кобальта.,

6. Обнаружено формирование-сверхструктур в эпитаксиальных продуктах реакции после CBС в тонких монокристаллических плёнках.

7. Показано существование критической толщины (^(с^) ниже (выше) которой СВС в тонких плёнках не реализуется.

8. Определена фазовая последовательность в Со/Р1 мультислоях с увеличением температуры отжига Р1/Со => Со1Ч => Со1Чз.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ:

1. Получение способом СВС тонкоплёночных сред для высокоплотной магнитной,- магнито-оптической записи информации (получение наногранулированных плёнок, состоящих из ферромагнитных' нанокластеров, находящихся в непроводящей матрице).

2. Получение способом СВС тонкоплёночных сред для перпендикулярной

' магнитной записи информации (CoPt, FePt и т.д);

3. Изготовление способом СВС плёнок нитридов галлия, алюминия, индия, которые являются важными материалами оптоэлектроники.

4. Изготовление методом СВС плёнок ферритов;

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментальное доказательство инициирования СВС в тонких плёнках. Способы инициирования и режимы проведения синтеза.

2. Методы определения тепловыделения при автоволновом окислении пленок Fe, основанные на регистрации инфракрасного излучения, позволяющие дать грубую оценку фронта окисления пленок Fe. Методы определения тепловыделения и температуры фронта СВС, основанные на осаждении плёночных термопар на поверхность реагирующих плёнок.

3. Исследование формиоования квазикристаллической фазы после СВС в А1/Мп, двухслойных тонких плёнках. Предложена методика получения методом СВС квазикристаллов в тонких пленках.

4. Явление образования эпитаксиальных продуктов реакции после прохождения волны СВС в тонких монокристаллических плёнках.

5. СВС - методика получения нанокластеров железа, помещенных в непроводящую матрицу А12О3 или TiOx.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ.

Основные результаты работы представлялись и докладывались на следующих

конференциях, симпозиумах, семинарах:

1. на. VI Международном симпозиуме по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу ^Ж-2001), Технион, Хайфа, Израиль, 2002.

2. на Московском Международном симпозиуме по Магнетизму, МГУ, Москва, 2002.

3. на Всероссийской конференции " Процессы горения и взрыва в физикохимии и технологии неорганических материалов", Москва,2002.

4. на II Международном симпозиуме " Фазовые превращения в твёрдых растворах и сплавах " (ОМА - И), Сочи, 2001.

5. на XII Всероссийском симпозиуме по горению и взрыву, Черноголовка, 2000.

6. на семинарах в институте структурной макрокинетики и проблем материаловедения, Черноголовка, 1999,2000.

7. на II Байкальской Международной конференции "Магнитные материалы", Иркутск, 2003.

Исследования по теме диссертации выполнены при поддержке грантов Фонда РФФИ (гранты 96-03-32327, 99-03-32184), Фонда ОАО «ММК», ИТЦ «Аусферр» и ФНиО «Интеле» (грант № 10-03-02) и Красноярского краевого фонда науки (гранты 9F12, 1^00Ю), автор диссертации которых был руководителем.

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ.

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Работа изложена на 101 страницах и включает 30 рисунков. Список литературы содержит 119 наименований:

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ.

Во введении кратко обоснована актуальность диссертации, сформулированы цель и задачи исследований, указана новизна и практическая, ценность полученных результатов, сформулированы основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе приводятся основные литературные сведения об СВС на порошках, взрывной кристаллизации и твердофазных реакциях в тонких плёнках, необходимые для анализа и объяснения, полученных результатов. Сформулированы цели и задачи исследований.

Вторая глава посвящена методикам-эксперимента. Описаны технологии осаждения тонкоплёночных сред и условия роста монокристаллических плёнок. Подробно описана методика определения степени превращения на основе измерения магнитного момента образца при условии, что двухслойная плёночная система содержит хотя бы один ферромагнитный слой. При этом степень превращения Т] = У/Уо определялась как отношение

объёма прореагировавшей части плёнки к полному объёму плёнки Отношение определяли методом , крутящих моментов. Метод

крутящих моментов также широко использовался для нахождения магнито-структурных характеристик ферромагнитных пленок, таких как

намагниченность насыщения и К1 первая константа магнитокристаллографической анизотропии.

Для инициирования СВС в тонких плёнках, проводился нагрев в вакууме ~ Ь10"3Па со скоростью не менее 20К/с до температуры инициирования То с визуальным наблюдением волны СВС и последующим охлаждением со скоростью ~10К/с. Если визуально волна СВС не наблюдалась, осуществлялся быстрый температурный отжиг, который заключался в быстром нагреве двухслойного плёночного образца со скоростью не менее 20К/с до температуры инициирования То, выдержке при этой температуре 20сек. и последующим охлаждением со скоростью ~10К/с.

Фазовый состав определялся на приборе Дрон-4-07. Фазовый состав, ориентация и структура плёнок определялась также по элекронограммам снятым "на просвет" в электронном микроскопе УЭМВ-100. Рентгеноспектральный флуоресцентный метод анализа, использовался для определения химического состава и объёма плёнок.

В третьей главе представлены результаты исследования автоволновой кинетики распространения фронта окисления. Известно, что процесс изотермического окисления металлов проходит перпендикулярно поверхности окисления. Зависимость толщины окисной пленки от времени для начальной стадии процесса определяется теорией Кабрерра-Мотта, которая при различных условиях приводит к разным законам окисления. Обнаружена и описывается новая кинетика окисления г/ленок железа при быстром нагреве. Образцы окислялись в атмосфере воздуха при различных скоростях нагрева ¿ПУЛ. При малых значениях дТ%/сИ („печной" нагрев) кинетика окисления пленок железа соответствует известной ранее. Однако при температуре более 380°С и нагреве со скоростью (¿ЛУсй > 20К/с) процесс окисления радикально менялся: в районе центра пленки возникал зародыш окисла, из которого как из центра концентрической окружностью распространяется волна окисления. Исследуемый автоволновой процесс характеризуется тем, что толщина окисной пленки не остается постоянной,- а увеличивается со временем и расстоянием от центра. Распространение фронта волны окисления проходило, со скоростью порядка 1 см/сек по поверхности и порядка 50нм/сек по вертикали, Автоволновой процесс заканчивался, когда пленка окислялась полностью. Реже центры окисления возникали на углах пленки или ее краях. Автоволновой процесс окисления железа носит экзотермический характер и проходит с большим энерговыделением. На это указывает тот факт, что стеклянные подложки деформируются в районе центра автоволнового процесса. Для оценки температуры волнового фронта на его пути наносились контрольные пленочные слои с известной температурой плавления, размеры которых были 1x1 мм при толщине 500 А

После прохождения волны окисления поверхности этих слоев изучались в оптическом микроскопе. Из анализа этих поверхностей делается вывод, что они могли находится в жидком состоянии.

Для подтверждения экзотермического характера про'цесса, и оценки температуры окисла при автоволновом окислении плёнок железа производилась регистрация инфракрасного излучения. Образец помещался на нагреватель при температуре 500 °С. В установке использовался щелевой экран, позволяющий регистрировать излучение только с малого участка поверхности пленки (~ 4 мм2). Сфокусированное параболическим зеркалом излучение поступало на механический модулятор (частота модуляции 240 Гц) с приемником инфракрасного излучения МГЗО. Далее сигнал подавался на селективный усилитель и регистрировался двухкоординагным самописцем. Рассчитанная из величины теплового потока средняя температура окисла за время протекания автоволнового окисления плёнки железа, оказалось равной Та=3800°С.

Полное исследование автоволнового окисления металлов пленок проведено для системы Показано, что процесс

автоволнового окисления металлической поверхности пленки является разновидностью теплового гетерогенного горения. Зависимость периода индукции от температуры поверхности при автоволновом окислении металлов Dy - ^ плёнок аналогична той же зависимости при горении твердого топлива. Влияние давления воздуха на критическую температуру, являющуюся температурой воспламенения сплава, удовлетворяет закону Семенова.

В третьей главе также исследуются фрактальный рост при окислении аморфных пленок железа и Dy-Co пленок под действием луча в колонне электронного микроскопа. Образование фрактальных кластеров при окислении металлических плёнок, объясняется существованием жидкой зоны на фронте окисления (горения). Жидкая зона фронта может приводить к образованию морфологических неустойчивостей, которые аналогичны неустойчивостям вязких пальцев в ячейках Хеле-Шоу и Секерки - Маллинза, четвёртая глава посвящена изучению особенностей и основных закономерностей СВС в тонких плёнках. Выводы третьей главы предполагают, что автоволновое движение фронта может реализовываться не только при окислении металлов, но и при твердофазном синтезе в двухслойных плёночных системах и мультислоях. Эксперименты подтверждают, что в двухслойных плёночных системах при адиабатическим нагреве твердофазный синтез также идёт в режиме СВС (волной горения). Самоподдерживающий характер распространения волны СВС определён тем,'что зона реакции совпадает с границей раздела исходной плёнки и продуктов реакции. Интенсивное тепловыделение на фронте значительно повышает температуру на нём. В результате аррениусовской зависимости коэффициента диффузии от температуры процесс горения идёт исключительно на фронте. Предложенный механизм СВС в тонких плёнках аналогичен процессу автоволнового окисления металлов и процессу взрывной кристаллизации. Основные характеристики процессов схожы в следующих случаях: существование температуры инициирования реакции То, самоподдерживающееся распространение фронта новой фазы, высокая

температура фронта, идентичные зависимости скорости распространения фронта от температуры, возможность существования жидкой зоны на фронте. С теоретической точки зрения процесс взрывной кристаллизации хорошо изучен, поэтому он был применён к анализу явлений, возникающих при СВС в тонких плёнках и автоволновом окислении металлов._

Рис.1 а - снимок и схематическая иллюстрация СВС с жидкой зоной алюминия на фронте, которая показана стрелкой; б - температурный профиль, перпендикулярный фронту реакции, и объяснение жидкой зоны алюминия на фронте.

На рис.1б схематично изображён температурный профиль на фронте реакции, который в предположении отсутствия фазовых превращений, имеет экспоненциальный вид. Температура фронта Тглежит в интервале Т„Л(М) >Тг > ТПЛ(А1), поэтому на фронте существует жидкая фаза алюминия. При этом алюминий диффундирует в нижний слой металла находящийся

т

о

1!)

в твердой фазе. Если наименьшая эвтектическая температура продуктов реакции меньше температуры фронта то жидкая зона

должна включать, кроме жидкого алюминия также жидкие продукты реакции. Ширина жидкой' зоны алюминия Ж(А1) и жидких продуктов реакции Ж(Эв) зависят от температурного профиля фронта реакции (объяснение показано на рис. 16).

Рис. 2а - завис HMOfjra степени превращения п после нагрева двухслойных систем от TeMnepat5@|¿ по;С^жки.Тп' Al/Ni(o), Al/Fe(D), А1/Со( А ). Толщина

пени превращения т) 'слоя Al (толщиной ~ 50нм) на оя - 50нм).'AI/Ni(o), Al/Fe(0),

осле напыле [на каждого

слоев Al ~ 60нм, M=Ni,Fe,Co ~ 50нм; б

от температуры подложки Тп, п пленки М = Ni, Zo (толщ: А1/Со( А). о.4

и о 0.2

На рис 2а представлена зависи

„„ ------„.„„.мость rj(Ts) для cJcreMNi-Afl Co-Al, Fe-Al. Из

зависимости M(Ts) следуйт iQtfffXiijintùiiiiik? температуры начала синтеза T0i и температуры Т02, rpj® 4QQ >pon^QQji ici г^ОДре вр7нй i1и я максимальное

значение. На рис. £ д|мпер^б)ры Toi И Т02-Показаны только для Al/Ni плёнок. При температурах Т > Т02 алЮМиний реагирует—ВОЛНостью, а (0 -30)%

ают прорёаГИровать-.Анализ морфологии :редположить,/что в интервале температур Ю глубину, а/захватывает толщину рав1гую

кобальта и (0-20)% • Ж елеза не yci поверхности дает qbq: можность синтез идет не на 0.4

-lo-

d на границе раздела плёнок (рис. 1а). Толщина d быстро увеличивается с увеличением температуры подложки и при температуре Т02 синтез идёт на всю глубину. Большая доля поверхности соприкосновения реагентов значительно уменьшает температуру инициирования Toi- Эта температура для системы Ni-Al на 300-350 градусов ниже соответствующей температуры на порошках.

На рис.2б приведена зависимость T|(Ts), которая показывает, что процесс СВС инициируется при осаждении верхнего слоя алюминия. Причём температуры инициирования систем Ni-Al, Fe-Al, Co-Al близки к сответствующим температурам при нагреве двухслойных плёнок этих же систем (рис.2а). Этот результат предполагает два вида инициирования СВС в тонких плёнках: в процессе адиабатического нагрева и в процессе последовательного осаждения пленочных реагентов. СВС в тонких плёнках, связанных с подложкой, не инициируется локальным нагревом, как это имеет место на порошках.

После открытия квазикристаллической фазы в А1-Мп сплаве, появились работы, описывающие формирование этой фазы в А1/Мп тонких плёнках путём ионного облучения, а также имплантацией марганца в плёнку алюминия. Квазикристаллы также исследуются в других системах на лентах или на плёнках. При этом кинетика формирования квазикристаллической, фазы' во многом не ясна. Условия, при которых формируется квазикристаллическая фаза, являются результатом опытного поиска. В данной главе приведены исследования, показывающие, что икосаэдральная квазикристаллическая фаза (i-фаза) формируется после (СВС) в двухслойных А1/Мп. тонких плёнках. Существенной особенностью СВС в тонких двухслойных А1/Мп плёнках является то, что после прохождения волны СВС по поверхности образца проходит вторая волна. Результатом прохождения второй волны является фазовое расслоение на исходные реагенты. Температура появления фронта фазового расслоения Тр совпадает с температурой инициирования Т0 (Тр=То). Так как фазовое расслоение возникает при температуре подложки то в этом образце снова можно

инициировать СВС нагревая его выше температуры То. Из этого следует, что СВС на одном и том же образце можно инициировать несколько раз. После первого инициирования СВС создаёт эффект перемешивания слоев реагентов. Последующие циклы связаны с переходом через температуру эвтектики. Предполагается, что многократное инициирование СВС в тонких плёнках является аналогом многократного перехода через температуру эвтектики в массивных образцах. Весьма неожиданным является то, что СВС и фазовое расслоение в тонких плёнках происходят Д твёрдой фазе в отличии от эвтектического расслоения, которое идёт из жидкой фазы. Квазикристаллическая фаза, возникающая после прохожделия волны СВС в А1(90нм)/Мп(630нм) образец, определялась по двум наиболее сильным отражениям На рис.3 представлекы фрагменты

дифрактограмм, полученных от образца до и

после СВС. Исходный образец (рис.За) содержит аморфный слой ОС -Мп (расширенный пик с d=0.210HM) и поликристаллическую плёнку А1. Фазовый состав после СВС зависит как от скорости охлажденияр, так и от числа п- циклов СВС При п=1 и Уртах =(0,1-0,2)м/с (рис.3 б) образец содержит поликристаллические алюминий и марганец. При малых скоростях и п=1 (рис.3 в) дифрактограмма содержит

рефлексы от поликристаллического алюминия и икосаэдральной квазикристаллической фазы (ьфаза)

2в (град.)

РисЗ . Дифрактограммы А1(80нм)^е(630нм) тонкопленочных образцов в зависимости от скорости фазового разложения и п- -числа циклов СВС, а) исходный образец," б.) п=1, Уртах=(0,1-0,2)м/с5в) п=1, Урт'п=(1-2) 10"3м/с, г) п=5 ,Уртях и п=5, Уртт

Интенсивность отражений от алюминия и марганца падает но сравнению с исходным образцом, что предполагает образование значительной части квазикристаллической фазы. При скоростях же Vpma* и П=1 марганец кристаллизуется, однако, квазикристаллическая фаза не успевает образоваться. Дифракционная картина радикально изменяется при многократном инициировании СВС п>5 (рис.Зг). Вне зависимости от скорости охлаждения квазикристаллическая фаза переходит в равновесную фазу А16Мп. В четвертой главе также изложены результаты:

A) Измерение температуры плёнки во время прохождения волны СВС на плёночной Al/Fe системе. В результате экзотермической реакции температура плёнки резко возрастала до температуры порядка 1330° К.

, Б) Исследование особенностей СВС в Ni3N/SiO плёночной системе, в которой обнаружены осцилляции температуры поверхности образца. Предлагается модель, объясняющая механизм осцилляций СВС в NÍ3N/SÍO плёночной системе.

B) Получение в СВС режиме нанокристаллических плёнок железа в AI2O3 матрице.

В пятой главе изложены результаты исследования СВС в тонких плёнках, где один или оба реагента являются монокристаллическими слоями. Как видно из рис. 4а. исходные плёночные образцы Al/Fe/MgO содержали эпитаксиальный слой железа со значениями K характерными для массивных монокристаллов. Анализ магнитных измерений и дифрактограммы плёнок Al/Fe/ MgO(OOl) (рис.4.6) после СВС показывают, что в продуктах реакции остаётся не прореагировавшая часть монокристаллического железа и появляется монокристаллическая фаза FeAl, вне зависимости от толщин слоев алюминия и железа. Большие скорости охлаждения, возникающие на фронте СВС в плёночных образцах могут приводить к образованию аморфных продуктов реакции, метастабильных и высокотемпературных фаз и квазикристаллов. В связи с этим неожиданным является присутствие сверхструктурного отражения, которое показывает, что фаза FeAl является упорядоченной.

Аналогично проходит СВС в Pt/Co/MgO(001) двухслойных и мультислойных плёнках. В последние годы интенсивное исследование в Pt/Co мультислойных плёнках связано с возможным использованием их в качестве сред для высокоплотной магнитооптической записи. После цикла СВС (рис.5) дифракционные пики от кобальта исчезают и появляются отражения от (200) неупорядоченной фазы CoPt (рис.5b). Магнитные измерения показывают, что неупорядоченная CoPt фаза растёт эпитаксиально на поверхности (001) MgO, при росте в двухслойных Pt/Co плёнках, с ориентацианными соотношениями (100), [1OO] CoPt || (100),[100]MgO_ и имеет первую константу магнитокристаллической анизотропии К г=-(2,5-2,0)-1 oSpr/см3.

Рис 4. Дифрактограммы Al(100HM)/Fe(80HM)/MgO образца: а) до реакции СВС, б) после прохождения фронта СВС. Схематическая диаграмма, поясняющая изменения фазового состава после прохождения фронта СВС по Al(100HM)/Fe(80HM)/MgO образцу.

Рис.5. Дифрактограммы и схематические диаграммы фазового состава и ориентации фаз в (50HM)Pt/(40HM)Co/MgO(001) в" двухслойном плёночном образце: а: исходного образца, Ь- после, цикла СВС.

В пятой главе также представлены результаты твердофазного синтеза, проходящие в СВС режиме в А1/р-Со/М§0(001) и А1/а-Со/М£0(001)

плёночных системах. В пределах экспериментальной точности, температуры инициирования То плёночных систем и А 1/а-Со/\^Ю(001)

совпали. В Al/p-Co/MgO(001) образцах после прохождения волны СВС образуется упорядоченная- А1Со фаза, которая растёт эпитаксиально на поверхности (001) М^О (рис.6)

Дифракционные отражения (рис.7) исходных А1/а-Со/М£0(001) образцов показывают, что слой а-Со растёт плоскостью (ПО) параллельной поверхности (001) MgO. Электронно-микроскопические исследования, показывают, что такие образцы состоят из кристаллитов а-Со, растущих осью с вдоль направлений [100] и [010] MgO. Проведённые измерения магнитокристаллографической анизотропии подтверждают эти исследования.

Рис.6. Дифрактограммы плёночного образца А1/р-Со/М§0(001) и до реакции СВС (а) и после прохождения фронта СВС (б). Справа - диаграмма, поясняющая эпитаксиальные соотношения с подложкой М£0(001) исходного продукта (Р-Со) и фазы продукта реакции (СоА1).

50 60

20, <1ед.

Рис.7. Дифрактограммы плёночного образца Al/a-Co/MgO(001) до' реакции СВС (а) и после прохождения фронта СВС (б). Справа — диаграмма, поясняющая эпитаксиальные соотношения с подложкой MgO(OOl) исходного продукта (а-Со) и фазы продукта реакции (СоА1).

Дифрактограммы плёночной системы после СВС не

содержат отражений. Однако, исследования поликристаллических двухслойных и мультислойных А1/Со плёнок показывает только А1Со фазу в продуктах реакции.

Результаты этих исследований показали, что политипные модификации и низкоэнергетические структурные особенности реагентов не изменяют температуру инициирования СВС и первую фазу, образующейся в продуктах реакции.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе: 1. Показана возможность инициирования СВС в тонких (до 200нм) плёнках. СВС в тонких плёнках инициируется двумя способами. Первый способ состоит в адиабатическом нагреве двухслойного или мультислойного образца и характеризуется критической скоростью нагрева и

температурой инициирования Волна СВС пробегает, по образцу только, если скорость нагрева п выше критической Л Лкр» и температура подложки Т$, больше температуры инициирования То ( Т$> СВС в гонких пленках, связанных с подложкой не инициируется локальным нагревом. Проведены оценки величины Тепловыделения и температуры плёночного образца после прохождения волны СВС. Плоская геометрия образцов обуславливает различие параметров СВС в

тонких пленках и на порошках. Для тонких пленок существует интервал толщин ((ЗрсЬ), где СВС реализуется. Если пленка имеет толщину меньше с!| (порядка 20-40 нм) СВС в ней не возникает. Происхождение с!1 аналогично существованию критической толщины при взрывной кристаллизации. Толщина (порядка 400-500 нм) является

максимальной толщиной прореагировавшего слоя и определяется шириной зоны реакции и скоростью фронта

2. Обнаружен фрактальный рост и морфологические нестабильности при автоволновом окислении. (аналог СВС) ряда тонких слоев металлов и сплавов. Для объяснения предложена модель СВС с жидкой зоной на фронте. При распространении фронта в зависимости от скорости и градиента температуры жидкая зона может давать как неустойчивости Секерки-Маллинса, так и нестабильности вязких пальцев (проблема Саффмана-Тейлора). Пространственный масштаб, наблюдаемых нестабильностей, удовлетворительно описывается теорией.

3. Показано, что квазикристаллическая фаза в А1/Мп пленках образуется во время СВС. Дана, методика получения, квазикристаллов в пленочных системах и фольгах.

А. Обнаружено, что СВС в тонких монокристаллических плёнках приводит к монокристаллическим продуктам реакции. Показано существование фазовой последовательности Р1/Со => СоР1 => СоР1з с увеличением температуры отжига. Оценена величина

упорядоченной тетрагональной фазы. Показано, что температуры

инициирования СВС алюминия с различными (ГЦК, ГПУ) модификациями кобальта совпадают и равны температуре упорядочения сверхструктуры СоА1, образующейся в продуктах реакции в обоих случаях. Этот результат предполагает, что продукт реакции в тонких плёнках не зависит от полиморфных модификаций реагентов.

МАТЕРИАЛЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ

РАБОТАХ:

1. Мягков В.Г., Фролов Г.И. Автоволновой процесс окисления плёнок железа. // Письма в ЖТФ. 1990. Т. 14, Вып. 23. С. 1-4.

2. Мягков В.Г., Бакшеев Н.В. Тепловое излучение при автоволновом окислении плёнок железа. // Письма в ЖТФ. 1992.

Y 18. Вып.6. С. 14.

3. Мягков В.Г. Автоволновое окисление металлов. // Наука и техника. 1991. № 6. С. 45.

4. Miagkov V.G., Kveglis L.I., Frolov G.I., Zhigalov V.S. Autowave oxidation of Dy-Co films. // J. Mater. Sci. Letters. 1994TV.13. P. 1284 - 1286 .

5. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Фролов Г.И., Жигалов B.C. Автоволновое кисление пленок Dy-Co. // Поверхность. 1995. № 1. С. 77-79.

6. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Безрукова Г.Я. Морфологические нестабильности и фрактальный рост при окислении пленок Dy-Co. // Поверхность. 1995. № 6. С. 46-52.

7. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Жигалов B.C., Фролов Г.И. Дендридная кристаллизация аморфных плёнок железа. // Изв. Академии наук. 1995. Т. 59. №2. С. 152-156.

8. Мягков В.Г., Жигалов B.C., Жарков СМ. Фрактальное окисление аморфных плёнок железа.// ДАН. 1996. Т. 346. №5. С. 612-615.

9. Мягков В.Г., Быкова Л.Е. Самораспространяющийся

- высокотемпературный синтез в тонких пленках. // ДАН. 1997. Т. 354. №6. С. 777-779.

10. Мягков В.Г., Жигалов B.C., Быкова Л.Е., Мальцев В.К. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и твердофазные превращения в тонких пленках. // ЖТФ. 1998. № 68. Вып. 10.£.58-62.

11. Мягков В.Г., Быкова Л.Е., Бондаренко Г Н. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и формирование квазикристаллов в двухслойных А1/Мп тонких плёнках. // Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 68. Вып.2. С. 121-123.

12. Мягков В.Г., Жигалов B.C., Быкова Л.Е , Бовина А.Ф., Бондаренко Г.Н."1 Самораспространяющийся высокотемпературный синтез силицида никеля в двухслойных тонких плёнках нитрида никеля и моноокиси кремния // НЕОРГАНИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ. 1999. Т. 35. № 5. С. 600603.

13. Мягков В.Г., Ли Л.А, Быкова Л.Е., Турпанов И.А , Ким П.Д., Бондаренко Г.В , Бондаренко Г.Н. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в эпитаксиальных Pt/Co/MgO (001) тонких пленках. // ФТТ. 2000. Т.42.вып.5.С.937-941.

14. Мягков В.Г., Быкова Л.Е., Бондаренко Г.Н , Мягков Ф.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в А1/Ь-Co/MgO(001) и Al/a-Co/MgO(001) тонких пленках. //ЖТФ. 2002. Т. 72. вып.8. С. 122-126.

15. Miagkov V.G., Polyakova К P., Bondarenko G.N., Polyakov V.V. Granular Fe-Al2O3 films prepared by self-propagating high temperature synthesis. // J. Mag. Mag. Mater. 2003. V. 258-259. P. 358 - 360.

16. Мягков В.Г., Полякова К.П., Бондаренко Г.Н., Поляков В.В. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и магнитные особенности гранулированных Fe-АЬОз пленок. // ФТТ. 2003. Т. 45. вып.1. С.131-133.

17. Мягков В Г., Быкова Л.Е., Жигалов В.С . Польский А.И , Мягков Ф.В. Твердофазные реакции, Самораспространягощийся

высокотемпературный синтез и фазовый переход порядок-беспорядок в тонких пленках. // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т.71. вып.5. С.268-273.

18. Мягков В.Г., Быкова Л.Е., Жигалов B.C., Польский А.И., Бондаренко Г.Н. Особенности самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в двухслойных S/Fe тонких плёнках и переход металл-диэлектрик в моносульфиде железа. // ДАН. 2000. Т.371. № 6. С. 763765.

Подписано в печать 28 . 03 . 2004 г. Формат 60x84.16 Усл.п.л. 1. Тираж 70 экз. Заказ № If-

Отпечатано в типографии Института физики СО РАН. 660036 г. Красноярск, Академгородок,

р- 664 1

Введение

Глава I. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез на порошках и его особенности. Основные свойства взрывной кристаллизации аморфных веществ. Общие сведения о твердофазных реакциях в тонких плёнках (литературный обзор).

Постановка задач.

1.1. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез.

1.1.1 Введение.

1.1.2. Адиабатическая температура.

1.1.3. Автоколебательный и спиновый режимы СВС.

1.2. Взрывная кристаллизация аморфных веществ.

1.2.1 Введение.

1.2.2. Обзор тепловой теории бистабильности кристаллизации аморфных веществ и автоколебательного распространения фронта ВК.

1.3. Твердофазные реакции в тонких плёнках.

1.3.1 Кинетика твердофазных реакций в тонких плёнках.

1.3.2. Система Co/Si.

1.3.3. Система Al/Ni.

1.4. Постановка задач исследований.

Глава II Методика эксперимента. Образцы для исследования.

2.1. Методы получения плёнок.

2.2. Определение степени превращения.

2.3. Методики нахождения магнитных характеристик плёночных 28 образцов.

2.4. Способ инициирования твердофазного синтеза в тонких плёнках.

2.5. Рентгенофазный анализ и электронно-микроскопические исследования.

Глава III Автоволновое окисление металлических тонких плёнкок.

3.1 Автоволновое окисление плёнок железа.

3.2. Тепловое излучение при автоволновом окислении плёнок железа.

3.3 Автоволновое окисление Dy - Со плёнок.

3.4. Морфологические нестабильности и фрактальный рост при окислении Dy — Со плёнок.

3.5. Фрактальное окисление плёнок железа.

3.6. Выводы III главы.

ГлаваГУ. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в поликристаллических тонких плёнках.

4.1 Основные характеристики самораспространяющегося высокотемпературного синтеза в поликристаллических тонких плёнках.

4.2 Особенности СВС в NijN/SiO плёночной системе.

4.3. СВС и формирование квазикристаллов в двухслойных Al/Мп тонких плёнках.

4.4. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и магнитные особенности гранулированных Fe -AI2O3 плёнок.

4.5. Выводы IV главы.

Глава V. Самораспространяющийся высокотемпературные синтез в монокристаллических тонких плёнках.

5.1. СВС в монокристаллических Al/Ni/, Al/Fe тонких плёнках.

5.2. СВС в эпитаксиальных Pt/Co/Mg0(001) тонких плёнках.

5.3. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в А1/р

5.4. Co/Mg0(001) и Al/a-Co/MgO(001) тонких плёнках. 85 Выводы V главы.

Самораспространяющийся высокотемпературный синтез (СВС) на порошках достаточно хорошо изучен. СВС представляет собой волну горения, которая распространяется самоподдерживающим способом. Лвтоволновой характер распространения волны СВС обусловлен высокоэзотермичностью реакции при химическом взаимодействии реагентов. Волна горения может иметь температуру фронта до 5000 К и обладать скоростью до 0,25 м/с. К числу интересных физических явлений наблюдаемых при движении фронта СВС является автоколебательное и спиновое горение. Характеристики волны СВС зависят от дисперсности порошков. Методом СВС получены многие простые и сложные соединения, твёрдые растворы и метастабильные фазы. СВС имеет преимущества перед обычными способами получения соединений (высокая чистота продуктов реакции, простота аппаратуры синтеза, малые энергозатраты и т.д.) В меньшей степени СВС исследовался в слоевых системах и совсем не исследовался в двухслойных и мультислойных тонких плёнках. Двухслойные и мультислойные тонкие плёнки представляют собой слои различных реагентов, толщиной от одного атомного слоя до 500 нм, осаждённых последовательно друг на друга. Исследование СВС в тонких плёнках сейчас особенно актуально, так как тонкие слои и мультислои составляют основу современной микроэлектроники. Большая удельная (к объёму) поверхность плёночных реагентов создаёт условия значительного теплоотвода в подложку из зоны реакции и понижает температуру фронта по сравнению с порошковыми реагентами. Это предполагает, что СВС на плёнках проходит в твёрдой фазе, и может сильно отличатся от СВС на порошках. Поэтому СВС в тонких плёнках является разновидностью твёрдофазных реакций. Твёрдофазные реакции в тонких плёнках исследуются последние 30 лет. Изучаются они интенсивно и в последние годы. Достаточно сказать, что практически в каждом номере Journal of Applied Physics имеются работы, связанные с твердофазными реакциями в тонких плёнках. Как правило считается, что кинетика этих реакций связана с процессами образования зародышей новой фазы и их ростом и описывается уравнением Колмогорова-Аврами- Джонсона. Однако кинетика СВС в тонких плёнках сильно отличается от кинетики твёрдофазных реакций массивных образцов. СВС в тонких плёнках представляет собой волну поверхностного горения и аналогичен взрывной кристаллизации (ВК). Таким образом, для исследования СВС в тонких плёнках необходимы знания об СВС на порошках, взрывной кристаллизации и твёрдофазных реакциях в тонких плёнках. Исследование СВС в тонких плёнках связанных с подложкой в основном ограничено работами автора диссертации. Однако имеются несколько работ по взрывным реакциям, которые реально являются СВС в тонких плёнках. Поэтому исследование СВС в тонких плёнках может иметь фундаментальное значение при изучении химического механизма структурных фазовых переходов и твердофазных реакций на порошках.

Работа посвящена исследованию СВС в тонких плёнках, их механизмов, особенностей связанных с теплофизическими характеристиками подложек.

Диссертация состоит из пяти глав.

В первой главе даются краткие литературные сведения о СВС на порошках, взрывной кристаллизации и твердофазных реакциях в тонких плёнках. Взрывная кристаллизация (ВК), происходящая под действием однородного или локального нагрева в аморфных плёнках аналогична СВС в тонких плёнках. Тепловой профиль фронта ВК схож с профилем теплового фронта СВС в тонких плёнках. Однако скрытая теплота превращения аморфной фазы в кристаллическую, как правило, меньше теплоты образования продуктов реакции, поэтому температуры фронта СВС в тонких плёнках должна быть выше температур фронта, чем при ВК. Это предполагает возможность формирования жидкой зоны на фронте СВС. Тепловые теории СВС на порошках и ВК хорошо развиты. Они обьясняют появление автоколебательных режимов фронтов СВС и ВК, спинового горения при СВС на порошках и морфологических нестабильностей при ВК. Поэтому эти теории используются при анализе явлений, возникающих во время СВС в тонких плёнках. Твёрдофазные реакции в тонких плёнках протекают при температурах значительно ниже, чем на порошках. Па основании обзора в конце первой главы формулируются задачи исследований.

Во второй главе описываются методы получения тонких двухслойных пленок и мультислоёв. Также приводится описание методик определение степени превращения, нахождения магнитных характеристик плёночных образцов. Далее дан способ инициирования твёрдофазного синтеза в тонких плёнках. Кратко описаны стандартные методики рентгенофазного анализа и электронно-микроскопических исследований плёночных образцов.

Третья глава посвящена автоволновому процессу окисления (АВО). ЛВО реализуется при адиабатических скоростях нагрева и представляет волну горения, которая распространяется по поверхности плёночного образца. Проведена регистрация инфракрасного излучения во время ЛВО. Определена плотность теплового потока и сделана грубая оценка температуры фронта (3800С) при АВО плёнок железа. Проведено полное исследование АВО пленок системы Dy-Co (Dy < 15 ат.%). Экспериментальные измерения показали, что процесс АВО металлических пленок является разновидностью теплового гетерогенного горения. Так зависимость периода индукции от температуры поверхности при АВО Dy - Со плёнок аналогична той же зависимости при горении твердого топлива. А также влияние давления воздуха на критическую температуру, являющуюся температурой воспламенения сплава, удовлетворяет закону Семенова. Значительная часть третьей главы посвящена механизмам, которые объясняют образование фрактальных кластеров при окислении металлических плёнок. Предполагается, что фрактальные картины возникают в результате образования жидкой зоны на фронте окисления. Жидкая зона фронта может приводить к образованию морфологических неустойчивостей, подобно неустойчивостям вязких пальцев в ячейках Хеле-Шоу и Секерки - Маллинза.

Четвертая глава является основной в диссертации. Обобщением третьей главы является универсальность автоволновых режимов твердофазных реакций, возникающих на контактной поверхности плёночных конденсатов. Автоволновые режимы в тонких двухслойных плёнках возникают в бинарных системах, на которых существует СВС на порошках. Поэтому такие реакции названы СВС в тонких плёнках. Механизм СВС в тонких плёнках аналогичен процессу ВК. СВС в тонких плёнках характеризуется температурой инициирования Той критической скоростью нагрева <3Ts/dt и реализуется двумя способами: либо адиабатическим нагревом двухслойной плёночной системы выше То, либо осаждением верхнего слоя при температурах выше температуры инициирования То. СВС в тонких плёнках не реализуется локальным нагревом, как это имеет место в СВС на порошках или при взрывной кристаллизации. Известно, что взрывная кристаллизация в аморфных плёнках не происходит, если толщина плёнки меньше критической. Аналогичное явление наблюдается и при СВС в тонких двухслойных плёнках. Синтез между плёночными слоями инициируется, если общая толщина плёнки больше критической. Существование критической толщины приводит к интересному явлению - осцилляциям СВС при осаждении одного слоя на другой. Измеренные температуры на фронте СВС в тонких двухслойных плёнках оказались меньше, чем на порошках.

СВС в тонких плёнках приводит к образованию как стабильных, так и аморфных и метастабильных фаз. В частности обнаружено, что квазикристаллическая фаза образуется после прохождения по образцу СВС в двухслойных А1/Мп тонких плёнках. Предполагается, что и в других плёночных системах СВС может играть основную роль в формировании квазикристаллов.

Твёрдофазные реакции, проходящие в режиме СВС, могут использоваться для получения гранулированных сред. В частности, гранулированные Fe - AI2O3 плёночные образцы были получены после твёрдофазной реакции между слоями AI и РегОз.

Пятая глава посвящена исследованию реакций проходящих в режиме СВС в монокристаллических реагентах. СВС в Al/Fe/Mg0(001) и Al/p-Co/MgC)(001) тонких плёнках, приводит к образованию соответственно FeAl и СоА1 сверхструктур, которые эпитаксиально растут на остаточном монокристаллическом слое Fe и Р-Со. Подробно рассмотрен твердофазный синтез в двухслойных и мультислойных Pt/Co(001) тонких плёнках. После синтеза в двухслойных плёночных образцах неупорядоченная PtCo(OOl) фаза эпитаксиально растёт на межфазной границе слоёв кобальта и платины. В мультислойных Pt/Co(001) тонких плёнках после СВС неупорядоченная PtCo(OOl) фаза также образуется на поверхности (OOl)MgO. Дальнейшее повышение температуры отжига приводит к формированию CoPt3 фазы. На примере исследования СВС между пленками гексагонального и кубического кобальта с алюминием показано, что политипные модификации и структурные низкоэнергетические особенности реагентов не изменяют температуру инициирования СВС и первую фазу, образующуюся в продуктах реакции. СВС в монокристаллических плёнках может найти применение для получения монокристаллических продуктов реакции.

Диссертация заканчивается разделом « Основные выводы исследований ».

Основные научные результаты диссертации:

1. Впервые показана возможность инициирования автоволновых твёрдофазных реакций (СВС режим) в тонких (до 200нм) плёнках.

2. Предложен методом С ВС способ получения квазикристаллов в топких плёнках.

3. Проведены исследования тепловыделения и даны оценки температуры фронта СВС.

4. Экспериментально показано, что только СоА1 фаза образуется после СВС алюминия с различными полиморфными (кубической или гексагональной) модификациями кобальта.

5. Впервые обнаружено формирование сверхструктур в эпитаксиальных продуктах реакции после СВС в тонких монокристаллических плёнках.

6. Показано существование критической толщины di(ch) ниже (выше) которой СВС в тонких плёнках не реализуется.

7. Определена фазовая последовательность в Co/Pt мультислоях с увеличением температуры отжига Pt/Co => CoPt => CoPt3.

Практическая значимость и применение:

1. Получение способом СВС тонкоплёночных сред для высокоплотной магнитной, магнито-оптической записи информации (получение наногранулированных плёнок, состоящие из ферромагнитных нанокластеров, находящихся в непроводящей матрице).

2. Получение способом СВС тонкоплёночных сред для перпендикулярной магнитной записи информации (CoPt, FePt и т.д).

3. Изготовление методом СВС плёнок ферритов.

4. Изготовление способом СВС плёнки нитридов галлия, алюминия, индия, которые являются важными материалами оптоэлектроники.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Экспериментальное доказательство возможности инициирования СВС в тонких плёнках, включающая способы инициирования и режимы проведения синтеза.

2. Методы определения тепловыделения при автоволновом окислении пленок железа, основанные на регистрации инфракрасного излучения, позволяющие дать грубую оценку фронта окисления пленок железа. Методы определения тепловыделения и температуры фронта СВС, основанные на осаждении плёночных термопар на поверхность реагирующих плёнок.

3. Исследования формирования квазикристаллической фазы после СВС в А1/Мп двухслойных тонких плёнках. Методика получения методом СВС квазикристаллов в тонких пленках.

4. Явление образования эпитаксиальных продуктов реакции после прохождения волны СВС в тонких монокристаллических плёнках.

5. СВС - методика получения нанокластеров железа, помещенных в непроводящую матрицу AI2O3 или TiOx.

Основные результаты работы представлялись и докладывались на следующих симпозиумах, конференциях и семинарах:

1. на II Байкальской Международной конференции « Магнитные материалы », Иркутск, 2003.

2. на VI Международном симпозиуме по самораспространяющемуся высокотемпературному синтезу (SHS-2001), Технион, Хайфа, Израиль, 2002.

3. на Московском Международном симпозиуме по Магнетизму, МГУ, Москва, 2002.

4. на Всероссийской конференции " Процессы горения и взрыва в физикохимии и технологии неорганических материалов", Москва,2002.

5. на II Международном симпозиуме " Фазовые превращения в твёрдых растворах и сплавах " (ОМА - И), Сочи, 2001.

6. на XII Всероссийском симпозиуме по горению и взрыву, Черноголовка, 2000.

7. на XIII школе- семинаре " Новые магнитные материалы микроэлектроники", Астрахань, 1992.

8. на семинарах в институте структурной макрокинетики и проблем материаловедения, Черноголовка, 1999, 2000,

5.4. Выводы V главы.

1. Установлено, что при распространении фронта СВС продукты реакции могут расти эпитаксиально на монокристаллических реагентах. СВС в Al/Fe/MgO(OOI) и Al/P-Co/Mg0(001) тонких плёнках, приводит к образованию соответственно FeAl и CoAl сверхструктур, которые эпитаксиально растут на остаточном монокристаллическом слое Fe и Р-Со. Этот результат является неожиданным, так как образование сверхструктур FeAl и CoAl не требует большого времени отжига, а проходит в условиях неравновесного синтеза. В Al/Ni/Mg0(001) плёночных образцах после СВС не происходит образование монокристаллических продуктов реакции. Рассмотрены возможные условия СВС-эпитаксии в монокристаллических тонких плёнках. СВС в монокристаллических плёнках может найти применение для получения монокристаллических продуктов реакции.

2. Показано, что СВС инициируется при температурах 770-820К в двухслойных и мультислойных Pt/Co(001) тонких плёнках. После синтеза в двухслойных плёночных образцах неупорядоченная PtCo(OOl) фаза эпитаксиально растёт на межфазной границе слоёв кобальта и платины. В мультислойных Pt/Co(001) тонких плёнках после СВС неупорядоченная PtCo(OOl) фаза также образуется на поверхности (OOl)MgO. Полученные результаты позволяет заключить независимость формирование первой фазы и температуры инициирования от степени перемешивания реагентов. Дальнейший отжиг в течение 4 часов при температуре 870К вызывает переход неупорядоченной PtCo(001 )фазы в упорядоченную. Быстрый температурный отжиг при температуре 1000К Pt/Co(001) мультислоёв приводит к появлению CoPtj фазы. Этот результат отражает существование фазовой последовательности Pt/Co => CoPt => CoPtj с увеличением температуры отжига. Магнитные характеристики меняются соответственно структурным превращениям в Pt/Co плёночных образцах. В частности оценена величина I<2=-(3,0-3,6) 107эрг/см3 упорядоченной тетрагональной CoPt фазы.

3. На примере исследования СВС между плёнками гексагонального и кубического кобальта с алюминием показано, что политипные модификации и низкоэнергетические структурные особенности реагентов не изменяют температуру инициирования СВС и первую фазу, образующейся в продуктах реакции.

4. Температура инициирования СВС пленочных реагентов определяется температурой Курнакова фазы, образующейся в продуктах реакции, если переходу порядок- беспорядок не предшествуют другие твердофазные превращения.

Заключение

1. Показана возможность инициирования СВС в тонких (до 200нм) плёнках. СВС в тонких плёнках инициируется двумя способами. Первый способ состоит в адиабатическом нагреве двухслойного или мультислойного образца и характеризуется критической скоростью нагрева г|Кр и температурой инициирования То. Волна СВС пробегает по образцу только, если скорость нагрева г| выше критической rj > г|кР, и температура подложки Ts, больше температуры инициирования То ( Ts > То). СВС в тонких плёнках связанных с подложкой не инициируется локальным нагревом. Проведены оценки величины тепловыделения и температуры плёночного образца после прохождения волны СВС. Плоская геометрия образцов обуславливает различие параметров СВС в тонких пленках и на порошках. Для тонких пленок существует интервал толщин (di-ch), где СВС реализуется. Если пленка имеет толщину меньше dj (порядка 20-40 нм) СВС в ней не возникает. Происхождение di аналогично существованию критической толщины при взрывной кристаллизации. Толщина йг (порядка 400-500 нм) является максимальной толщиной прореагировавшего слоя и определяется шириной зоны реакции и скоростью фронта.

2. Обнаружен фрактальный рост и морфологические нестабильности при автоволновом окислении (аналог СВС) ряда тонких слоёв металлов и сплавов. Для объяснения предложена модель СВС с жидкой зоной на фронте. При распространении фронта в зависимости от скорости и градиента температуры жидкая зона может давать как неустойчивости Секерки-Маллинса, так и нестабильности вязких пальцев (проблема Саффмана-Тейлора). Пространственный масштаб, наблюдаемых нестабильностей, удовлетворительно описывается теорией.

3. Показано, что квазикристаллическая фаза в А1/Мп пленках образуется во время СВС. Дана методика получения квазикристаллов в пленочных системах и фольгах.

4. Обнаружено, что СВС в тонких монокристаллических плёнках приводит к формированию монокристаллических продуктов реакции. Показано существование фазовой последовательности Pt/Co => CoPt => CoPt3 с увеличением температуры отжига. Оценена величина К2=-(3,0-3,6)107эрг/см3 упорядоченной тетрагональной CoPt фазы. Показано, что температуры инициирования СВС алюминия с различными (ГЦК, ГПУ) модификациями кобальта совпадают и равны температуре упорядочения сверхструктуры СоА1, образующейся в продуктах реакции в обоих случаях. Этот результат предполагает, что продукт реакции в тонких плёнках не зависит от полиморфных модификаций реагентов.

Благодарность.

Автор выражает глубокую благодарность коллегам J1.E Быковой, Г.Н.Бондаренко JI.A. Ли, А.И. Познякову непосредственно участвовавшим в экспериментах и обсуждениях полученных результатов. Выражаю свою признательность доктору физико-математических наук В.С.Жигалову, кандидатам физико-математических наук Г.И.Фролову, А.И. Польскому, К.П.Поляковой, И.С. Турпанову, Г.В.Бондаренко за многочисленные дискуссии по различным разделам диссертации.

Особенно благодарю фонд РФФИ (гранты 96-03-32327, 99-03-32184), Фонд ОАО «ММК», ИТЦ «Аусферр» и ФНиО «Интеле» (грант № 10-03-02) и Красноярский фонд науки (гранты 9F12, 11F001C) за финансовую поддержку, без которой диссертация вряд ли бы могла быть написана.

1. Мержанов Л.Г. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез. // Физическая химия. Сб. статей под ред. Колотыркина. 1983. С. 157.

2. Мержанов А.Г. Твёрдо пламенное горение. // Черноголовка, ИСМАН. 2000. 238 с.

3. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез: теория и практика. Под. ред. Сычева А.Е. // Черноголовка, ИСМАН, Территория. 2001. 440 с.

4. Химия синтеза сжиганием. Сб. статей под ред. М.Коидзуми. М.: Мир. 1998. 247 с.

5. Munir Z., Alselmi-Tamburini. U. Self- propagating exothermic reactions: The synthesis of high- temperature materials by combustion. // Mater. Sci. Rep. 1989. V. 3. P. 277 365.

6. Мержанов А.Г. Процессы горения и взрыва в физикохимии и технологии неорганических материалов. // Успехи химии. 2003. Т. 72. № 4. С. 323.

7. Шкадинский К.Г., Хайкин Б.И.,.Мержанов А.Г. Распространение пульсирующего фронта экзотермической реакции в конденсированной фазе. // ФГВ. 1971. Т.7. С 19 -29.

8. Алдушин А.П., Мартемьянова Т.М.,.Мержанов А.Г, Хайкин Б.И., Шкадинский К.Г. Автоколебательное распространение фронта горения в гетерогенных конденсированных средах. // ФГВ. 1973. Т. 9. № 5. С. 613 626.

9. Шкловский В.А., Кузьменко В.М. Взрывная кристаллизация аморфных веществ. // УФН. 1989. Т. 157, Вып. 2. С. 311-338.

10. Шкловский В.А. //ЖЭТФ. 1982. Т. 82. С. 802.

11. Gilmer G.H., Leamy H.J. An analysis of explosive crystallization of amorphous layers, Laser and Electron Beam Processing of Materials. // New York, Academic Press. 1980. P. 227.

12. Wickersham C.E., Bajor G., Green J.E. // Solid State Commun. 1978. V. 27. P. 17.

13. Wickersham C.E., Bajor G., Green J.E. Temperature dependent formation of surface undulations in explosively crystallized films. // J. Vac. Technol. A. 1985. V. 3(2). P. 336.

14. Тонкие плёнки. Взаимная диффузия и реакции. // Под ред. Дж. Поута, К. Ту, Дж. Мейера. 1982. 576р.

15. Mayer J. W., Lau S.S. Electronic Material Science: For Integrated Circuits in Si and GaAs. // New York. 1990. P. 276-340.

16. Wittmer M., Oelhafen P., Tu K. N. Chemical reaction and Schottky-barrier formation atthe Ir/Si interface. // Phys. Rev. В .1987. V. 35. P. 9073.

17. Bene R.W. First nucleation rule for solid-state nucleation in metal-metal thin-film systems.

18. Appl. Phys. Lett. 1982. V.41. P.529.

19. Gosele U., Tu K.N. Grow kinetics of planar binary diffusion couples: " Thin films case"versus " bulk cases". // J. Appl.Phys. 1982. V. 53, P. 3252.

20. Gosele U., Tu K.N. "Critical thickness" of amorphous phase formation in binary diffusioncouples. // J. Appl.Phys. 1989. V. 66. P. 2612.

21. Wang W.H., Wang, W.K. Silicide formation in Co/amorphous Si multilayers. // J.Appl.Phys.1994. V. 76, P. 1578.

22. Zhang M., Yu W., Wang W. H., Wang W. K. Initial phase formation in Nb/Si multilayersdeposited at different temperatures. // J. Appl. Phys. 1996. V. 80, № 3. P 1422.

23. Clevenger L.A., Arcort В., Ziegler W. et al., Interdiffusion and phase formation in Cu(Sn)alloy films. // J. Appl.Phys. 1998. V. 83. P. 90.

24. Hoyt J.J., Brush L.N. On the nucleation of an intermediate phase at an interface in thepresence of a concentration gradient. // J.Appl. Rhys. 1995. V. 78. P. 1589.

25. Byun J.S., Kim D.H., Kim W.S., Kim H.J. Epitaxial growth of CoSi2 layer jn (100)Si and at CoSi2/Si interface. //J.Appl. Rhys. 1995. V. 78. P. 1725.

26. Qu X.P., Ru G.P.,.Han Y.Z,.Xu B.L, B.Z.Li, Wang N. Chu P.K. Epitaxial growth of CoSi2 Films by Co/a -Si/Ti/Si(001) multilayers solid-state reactions. // J.Appl. Rhys. 2001. V. 89. P. 2641.

27. Colgan E.G., Cabral C, Jr., Kotecki D.E. Activation energy for CoSi and CoSi2 formation measured during rapid thermal annealing, // J.Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 614.

28. Nastasi M., Hung L.S., Mayer J.W. //Appl. Phys. Lett. 1983. V. 42. P. 831.

29. Colgan E. G., Nastasi M., Mayer J.W. Initial phase formation and dissociation in thin-film Ni/Al systems. //J.Appl. Phys. 1985. V. 58. P. 4125.

30. Liu, Mayer J.C., Phase formation of NiAb on lateral diffusion couples. // J.Appl. Phys. 1988. V. 64. P. 651.

31. Liu, Mayer J.C., Barbour J.W., Kinetic of NiAb and Ni2Ab phase grow on lateral diffusion couples. //J. Appl. Phys. 1988. V. 64. P. 656.

32. Edelstein A.S., Everett R.K., Richardson G.Y., Qadri S.B., Altman E.I., Foley J.C., Perepezko J.H. Intermetallic phase formation during annealing of Al/Ni multilayers. // J. Appl. Phys. 1994. V. 76. P. 7850.

33. Michaelsen С., Lucadamo G., Barmak K. The early stages of solid-state reactions in Ni/Al multilayer films. // J. Appl. Phys. 1996. V. 80. P. 6689.

34. Rothhaar U., Oechsner H., Scheib M., Muller R. Compositional and structural characterization of temperature-induced solid-state reactions in Al/Ni multilayers. // Phys. Rev. B. 2000. V. 61. P. 974.

35. Zhao X.-A., So F.C.T., Nicolet M.-A. TiAb formation by furnace annealing of Ti/Al bilayers and the effect of impurities. // J. Appl. Phys. 1988. V. 63. P. 2800.

36. Masse E., Knauth P., Gas P., Charai A. Point defect creation by solid state reaction between nickel and silicon. // J. Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 934.

37. Nakanishi Т., Takeyama M., Noya A., Sasaki K. Formation of metal-rich silicides in the initial stage of interfacial reactions in Nb/Si systems. // J. Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 948.

38. Konuma K., Utsumi H. Epitaxial orientation of PtSi grow by Pt depositio on heated Si(001) substrate. //J. Appl. Phys. 1994. V. 76. P. 2128.

39. Dickenscheid W., Birringer R. Solid-state reactions in binary mixtures of nanometer-sized particles. // J. Appl. Phys. 1995. V. 77. P. 533.

40. Huang J.S., Huang S.S., Tu K.N., Deng F., Lau S.S., Cheng S.L., Chen L.J., Kinetic Cu3Ge formation and reaction with Al. // J. Appl. Phys. 1997. V. 82. P. 644.

41. Kim J., Barmak K., Lewis L.H. Llo-CoPt/Co bilayers ferromagnetic films: inetrdiffusion, structure and microstructure. // Acta. Mater. 2003. V. 51. P. 313.

42. Jeon H., Jung B, Kim Y.D., Yang W., Nemanich R.J. Effects of Та interlayer on the phase transition of TiSi2 jn Si(l 11). // J. Appl. Phys. 2000. V. 88. P. 2467.

43. Вадченко С.Г., БулаевА.М., Гальченко Ю.А., Мержанов А.Г.//ФГВ. 1987. №6. С. 46-56.

44. Anselmi-Tamburini U., Munir Z.A. The propagation of solid-state combustions wave in Ni-A1 foils. // J. Appl. Phys. 1989. V. 66, № 10. P.5039.

45. Clevenger L.A., Thomson C.V., Cammarata R.C., Tu K.N. // Appl. Phys. Lett. 1988. V. 52. № 10. P. 795.

46. Ma E., Thomson C.V., Clevenger L.A., Tu K.N. Reaction kinetics of nickel/silicon multilayer films. //Appl. Phys. Lett. 1990. V. 57. № 12. P. 1262.

47. Окисление металлов. T.l / Под редакцией Бенара Ж. // Металлургия. 1968.499 с.

48. Мягков В.Г., Автоволновое окисление металлов. // Наука и техника. 1991. №6. С. 45.

49. Мягков В.Г., Фролов Г.И., Автоволновой процесс окисления плёнок железа. //

50. Письма в ЖТФ. 1990. Т. 14. Вып. 23. С. 1-4.

51. Мягков В.Г., Бакшеев Н.В. Тепловое излучение при автоволновом окислении плёнок железа. // Письма в ЖТФ. 1992. Т. 18. Вып.6. С. 14-17.

52. Miagkov V.G., Kveglis L.I., Frolov G.I., Zhigalov V.S., Autowave oxidation of Dy-Co films.// J. Mater. Sci. Letters. 1994. V. 13. P. 1284-1286.

53. Мягков В.Г., Квеглис JI.И., Фролов Г.И., Жигалов B.C., Автоволновое окисление плёнок Dy-Co.//Поверхность. 1995. №1.С.77.

54. Франк-Каменецкий Д.А, Диффузия и теплопередача в химической кинетике. // М.:Наука. 1987. 491с.

55. Gladkov S.O. Microscopic theory of combusion of solid fuel. // Phys. Lett. A. 1990. V. 148. №5. P. 253.

56. Хитрин Д.Я, Физика горения и взрыва. // М.: Изд-во МГУ. 1958. С.70.

57. Zhang I., Liu P., Colloro К. Growth of fractal clusters on thin solid films and scaling of the active zone. // Phys. Rev. B. 1993. V. 48. № 12. P. 9130.

58. Chabala I. Oxide-growth kinetics and fractal-like patterning across liquid gallium surfaces. // Phys. Rev. B. 1992. V.46. № 18. P. 11346.

59. Федер E., Фракталы. // M.: Мир, 1991. 254 с.

60. Stanly Е., in Fractals and Disordered Systems, edided by Bunde A. and Halvin S., Springer-Verlag, Berlin, Heidelderg 1991.

61. Смирнов Б.М. Фрактальные кластеры. //УФН. 1986. Т. 19. Вып.2. С. 178.

62. Cheveigne S.De, Guthmann C., Kuroroski P.L., Directional solidification of metallic alloys: The nature of the bifurcation from planar to cellular interface. // J. Cryst. Growth. 1988. V.92. Nos 3/4. P. 616.

63. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Безрукова Г.Я., Морфологические нестабильности и фрактальный рост при окислении плёнок Dy-Co. // Поверхность. 1995. № 6. С.46-52.

64. Мягков В.Г., Жигалов B.C., Жарков С.М., Фрактальное окисление аморфных плёнок железа. //ДАН. 1996. Т. 346. № 5. С. 612-615.

65. Мягков В.Г., Квеглис Л.И., Жигалов B.C., Фролов Г.И., Дендридная кристаллизация аморфных плёнок железа. // Изв. Академии наук. 1995. Т. 59. № 2. С.152-156.

66. Huppert Н.Е. //Nature. 1982. V. 300. № 5891. Р. 427-429.

67. Jerrett J.M., Bruyn J.R. // Phys. Fluids. 1992. V. 4. № 2. P. 234.

68. Мягков В.Г., Быкова JI.E. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в тонких пленках. //ДАН. 1997. Т. 354. № 6. С. 777.

69. Мягков В.Г., Жигалов B.C., Быкова JT.E, Мальцев В.К. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и твердофазные превращения в тонких пленках. // ЖТФ. 1998. Т. 68. Вып.10. С. 58.

70. Лариков В.Н., Исайчев В.И., Структура и свойства металлов и сплавов. Диффузия в металлах и сплавах. // Киев. Наукова думка. 1987. 511 с.

71. Philpot К.А., Munir Z.A., Holt J.B., An investigation of the synthesis of nickel aluminides through gasless combustion. //J. Mater. Sci. 1987. V. 22. P. 159.

72. Самсонов Г.В. Нитриды. // Киев, Наукова думка, 1969. 380 с.

73. Григорьева Э.В., Кориков П.П., Панеш A.M., Взаимодействие атомов меди с поверхностью оксидов и оксинитридов кремния. //ЖФХ. 1992. V. 66. № 5. Р. 1365.

74. Schetman D., Blech I., Gratias D., Cahn J.W. Metallic phase with longe-range orientational order and no translational symmetry. // Phys.Rev.Lett. 1984. V. 53. P. 1951.

75. Lilienfeld D.A., Nastasi M., Johnson H.H. et al. Amorphous-to-Quasicrystalline Transformation in the Solid State. // Phys.Rev.Lett. 1985. V. 55. P. 1587.

76. Knapp J.A., Follstaedt D.M. Amorphous-to-Quasicrystalline Transformation in the Solid State. //Phys.Rev.Lett. 1985. V. 55. P. 1591.

77. Budai J.D.,.Aziz M.J. Amorphous-to-Quasicrystalline Transformation in the Solid State. // Phys.Rev. B. 1986. V. 33. P. 2876.

78. Мягков В.Г., Быкова JI.E., Бондаренко Г.Н. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и формирование квазикристаллов в двухслойных AI/Мп тонких плёнках. // Письма в ЖЭТФ. 1998. Т. 68. Вып. 2. С. 121.

79. Bancel Р.А., Heiney P., Stephens P.W. et al. Structure of Rapidly Quenched Al-Mn, // Phys.Rev.Lett. 1985. V. 54. P. 2422.

80. Mitani S., Takahashi S., Takahashi K., Yakushiji K., Maekawa S., Fujimori H. Phys. Rev. Lett. 1998. V. 81. №. 13. P. 2799.

81. Pakhomov А.В., Yan X., Xu Y. . Observation of giant Hall tffect in granular magnetic films. // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. № 8. part2B. P. 6140.

82. Драченко A.H., Юрасов A.H., Быков И.В., Ганьшина Е.А., Грановский А.Б., Рыльков В.В., Смирнов Д.В., Leotin J., Dieny. Оптические свойства магнитных квази-20 нанокомпазитов в ИК области спектра. // ФТТ. 2001. Т. 43. № 5. С. 897.

83. Raquet В., Goiran М., Negre N., Leotin J., Aranson В., Rylkov V., Meilikov E. Quantum size effect transition in percolating nanocomposite film. // Phys. Rev.B. 2000. V. 62. № 24. P. 17144.

84. Liou S.H., Chen C.L. //Appl. Phys. Lett. 1988. V. 52. № 6. P. 512.

85. Jiang Z.S., Jin G.J., Ji J.T., Sang H., Du Y.W., Zhou S.M., Wang Y.D, Chen L.Y. Magnitooptical Kerr effect in Fe-Si02 granular films. // J. Appl. Phys. 1995. V. 78. № 1. P. 439.

86. Babonneau D., Petrov F., Maurice J.-L., Fettar F., Vaures A. Evidence for a self- organized grow in granular Co/Al203 multilayers. // Appl. Phys. Lett. 2000. V.76. № 20. P. 2892.

87. Chen C.L. Granular magnetic solids. // J. Appl. Phys. 1991. V. 69. № 8. P. 5267.

88. Chen C., Kitakami O., Shimada Y. Particle size effects and surface anisotropy in Fe-based granular films. // J. Appl. Phys. 1998. V. 84. № 4. P. 2184.

89. Праттон M. Тонкие ферромагнитые плёнки. // Судостроение. Jl. 1967.

90. Honda S., Nawate M., Tanaka M., Okada Т. Giant magnetoresistance fnd superparamagnetism grain in Co-Ag granular films. // J. Appl. Phys. 1997. V. 82. № 2. P. 764.

91. Xu Y„ Zhao В., Yan X. Studies of remanence in granular Ni-Si02 films // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. № 8. Part 2B. P. 6137.

92. Мягков В.Г., Быкова Л.Е., Бондаренко Г.Н. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в монокристаллических тонких пленках. // ДАН. 1999. Т. 368. №5. С. 615-617.

93. Koike J. Elastic instability of crystals cause by static atom displacement: Л mechanism for solid-state amorphization. // Phys. Rev. B. 1993. V. 47. № 13. P. 7700.

94. Палатник JI.C., Папиров И.И. Эгштаксиальные плёнки. // М.: Наука. 1971. 480 с.

95. Carcia, Coulman D., McLean R.S., Reilly M. Magnetic and structural properties of nanophase Pt/Co multilayers. // J. Magn. Magn. Mater. 1996. V. 164. P. 411.

96. Lairson B.M., Visokay M.R., Sinclair R., Clemens B.M. // J. Magn. Magn. Mater. 1993. V. 126. P. 577.

97. Canedy C.L., Li X.W., Xiao G. Extraordinary Hall effect in (111) and (lOO)-orientated Co/Pt superlattices. // J. Appl. Phys. 1997. V. 81. № 8. part 2B. P. 5367.

98. Stamps R.L., Louail L, M. Hehn, M. Gester, K. Ounadjela. Anisotropics, cone states and stripe domains in Co/Pt multilayers. // J. Appl. Phys. 1997. V. 81. № 8. part 2A. P. 4751.

99. Chappert C., Bernas H., Ferre J.,.Kotler V, Jamet J.-P., Chen Y., Cambril E., Devolder Т., Rousseaux F., Mathet V., Launois I I. Planar patterned magnetic media obtained by ion irradiation. // Science. 1998. V. 280. P. 1919.

100. Пынько В.Г., Комалов A.C., Овсянников M.A., Русова С.Г.,.Людвик Э.Ж-Р. // Изв. АН СССР, сер.физ. 1967. Т. 31. Р. 485.

101. Barmak К., Ristau R.A., Coffey K.R., Parker М.,.Howard J.K Grain grow and ordering kinetic in CoPt thin films. //J. Appl. Phys. 1996. V. 79. P. 5330.

102. Мягков В.Г., Ли Л.А., Быкова Л.Е., Турпанов И.А., Ким П.Д., Бондаренко Г.В., Бондарснко Г. Н. Самораспространяющийся высокотемпературный синтез в эпитаксиальных Pt/Co/MgO (001) тонких пленках. // ФТТ. 2000. Т. 42. Вып. 5. С. 937-941.

103. Miagkov V.G., Polyakova К.Р., Bondarenko G.N., Polyakov V.V. Granular Fe-AI2Oj films prepared by self-propagating high temperature synthesis. //J. Mag. Mag. Mater. 2003. V. 258-259. P. 358.

104. Мягков В.Г., Полякова К.П., Бондаренко Г.Н., Поляков В.В., Самораспространяющийся высокотемпературный синтез и магнитные особенности гранулированных Fe-АЬОз плёнок. // ФТТ. 2003. Т. 45. Вып. 1. С. 131.

105. Taoka Т„ Yasukochi К., Honda R., Oyama I. An experimental investigations on the mode of slip in face-centered cubic metals. // J. Phys. Soc. Jap. 1959. V. 14. P. 888.

106. Liu J.P., Lio C.P., Liu Y., Sellmyer D. // J. Appl. Phys. Lett. 1998. V. 72. P. 483.

107. Kotula P.G., Carter C.B. Interfacial Control of Reaction Kinetics in Oxides. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. № 16. P. 3367.

108. Kotula P.G.,.Johnson M.T, Carter C.B. Thin-film reactions. // Zeitschrift fur Physikalische Chemie. 1998. Bd. 207. P.73.

109. Sato H., Kitakami О., Sakurai Т., Otani Y., Fukamichi K. // J. Appl. Phys. 1997. V. 81. № 4. P. 1858.

110. Термодинамические константы веществ. №6. // M.: Наука. 1972.

111. Zhao X.-A.,So F.C.T., Nicolet M.-A. // J. Appl. Phys. 1988. V. 63. № 8. Part 1. P. 2800.

112. Мягков В.Г., Быкова Л.Е., Жигалов B.C., Польский А.И., Мягков Ф.В. Твердофазные реакции, самораспространяющийся высокотемпературный синтез и фазовый переход порядок-беспорядок в тонких пленках. // Письма в ЖЭТФ. 2000. Т. 71. Вып. 5. С. 268-273.