Изменение структуры поверхностных слоев ряда монокристаллов под действием механических напряжений тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

Обидов, Барзу Абдувахобович АВТОР
кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ
Санкт-Петербург МЕСТО ЗАЩИТЫ
1997 ГОД ЗАЩИТЫ
   
01.04.07 КОД ВАК РФ
Автореферат по физике на тему «Изменение структуры поверхностных слоев ряда монокристаллов под действием механических напряжений»
 
Автореферат диссертации на тему "Изменение структуры поверхностных слоев ряда монокристаллов под действием механических напряжений"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ им. А.Ф. ИОФФЕ

;тб ■ о л-

на правах рукописи

О з ФЕВ 1327

Обидов Барзу Абдувахобович

Изменение структуры поверхностных слоев ряда монокристаллов под действием механических напряжений

(01.04.07. - Физика твердого тела)

Автореферат

\

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Саккт - Петербург 1996 г.

- г -

Работа выполнена в Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе РАН.

Научный руководитель: кандидат физико-математических наук

с. н. с. Корсуков В.Е. Научный консультант:' кандидат физико-математических наук

Лукьяненко A.C.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук

профессор Смирнов Б. К. 1

доктор физико-математических наук, профессор Владимиров Г. Г.

Ведущая организация: Санкт-Петербургский государственный

технический университет.

Защита состоится {ъ№* 1997 г. в 40' часов

на заседании диссертационного совета К. 003.23.02. при Физико-техническом институте им. А.Ф.Иоффе РАН по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 26.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН.

Отзывы на автореферат в 2-х экземплярах, заверенных печатью, просьба высылать по вышеуказанному адресу на имя ученого секретаря диссертационного совета..

Автореферат разослан "<¿0 « 01 1997 "г.

Ученый секретарь диссертационного совета К. 003.23.02. , ^ ¡ишдкдат физико-математических наук . у,.,^.—Бахолдин С. И.

- 3 -

Обцая характеристика работы.

Актуальность теш. Уровень знакий о структуре, составе и свойствах свободных поверхностей и поверхностей раздела, о процессах и явлениях, протекающих на этих поверхностях и составляющих содержание фундаментальных проблем физико-химич поверхности, обуславливает возможности успешног , развития прикладных исследований по разработке новых материалов, созданию новых приборов, машин, механизмов и ва;кнейших технологических процессов. Это, в свою очередь, решающим образом сказывается на развитии техники и народного хозяйства.

Хорошо известно [1-2], что во многих случаях механическое разрушение твердых тел начинается с поверхностных слоев. Этим слоям приписывается большая дефектность (пустоты, поры, дислокационные скопления), которые является концентраторами механических напряжений.

В последние годы интенсивные исследования атомно чистых поверхностей в сверхвысоком вакууме методами электронной спектроскопии, дифракции и др. показали, что свободная поверхность сама по себе является мощным двумерным дефектом. Она отличается от объема кристалла электронной и атомной структурой, динамикой решетки ЕЗ]. В частности, на поверхности межатомное взаимодействие ослаблено по сравнению с объемом, а среднеквадратичные амплитуды атомных колебаний, и коэффициент термического расширения б несколько раз больше, чем в объеме.

С точки зрения кинетической теории разрушения [4] это должно приводить (при прочих равных условиях) к ускоренному разрушению поверхностных слоев твердых тел.

При таком подходе большое внимание уделяется не только развитию уже имогг-'чхся дефектов-концентраторов напряжений в поверхностных слоях, но механизму их генерации.

Особенности структуры, межатомного взаимодействия и атомной динамики свободной поверхности позволяют ояидать значительных эффектов воздействия мехаличеасой нагрузки на поверхностные атомные слои кристаллов. Исследования в этом направлении, п..ар-вые начатые в отделе физики прочности <Ш им. А. Ф.ИоЛфе [5-6]. показали, что большие >.;е;;аническир. нагрузки сильнп алняг.т Н1

атомную и электронную структуру поверхности. Анализ полученных результатов показал, что в поверхностных слоях под влиянием механического поля происходит ускоренное по сравнению с объемом разрушение кристаллической решетки, зарождение в них большого количества дефектов. Однако многие стороны этого процесса не ясны, б частности - механизм зарождения разрушения твердых тел на атомных масштабах.

Целью работы является выявление специфически поверхностных особенностей деградации поверхности.

В соответствии с целью в работе решались следующие задачи.

».Быявление дефектен атомной структуры образующихся в поверхностных слоях Ge к Si под влиянием механического растяжения. Установление их размеров и концентрации.

2.Установление ряда особенностей перехода порядок-беспорядок в поверхностных слоях Ge(111) под влиянием механического растяжения.

3.Изучение влияния механического растяжения на картины ДМЗ от поверхности (0001)слюды.

4.Прямое наблюдение с помощью сканирующей туннельной микроскопии (СТМ) воздействия растягивающего напряжения на геометрическое строение поверхностей Ge(111), Si(111) и аморфного сплава Ре^Сг^В^.

Научная новизна работы:

1.Показано, что обратимое линейное разуплотнение поверхностных слоев <1нм и порядка Знм, определенное из сдвига плазменных пиков от нагрузки, соответствует упругой деформации решетки в этих слоях. Показано, что по смещению плазменных пиков от нагрузки можно определить упругие модули поверхностных слоев <1нм и порядка Зни.

2.Обнаруяено анизотропное уширение дифракционных рефлексов в азимутальном направлении 121]. Показано, что это изменение формы рефлексов связано с образованием системы атомных ступенек на поверхности.

3. Методом дифракции быстрых электронов (ДБЗ) обнаружен переход поверхностного слоя толщиной порядка Знм в Ge(111) из мо-нскрлсталлического состояния в нанскристадлическое и аморфное

- 5 -

состояние в диапазоне нагрузок 10с-109Па.

4.Обнарунено сильное влиянии механического напряжения на картины ДМЭ в слюде, заключающееся п увеличении фона, в падении интенсивности рефлексов, в их расшеплечии.

5.Методом СТМ изучено влияние растягивающей нагрузки на топографию поверхности Ge (111), Si (41) и аморфного сплава Fe70Cr15B15. Обнаружено значительное изменение рельефа поверхности исследованных образцов под нагрузкой Оценены размеры дефектов, прослежено их изменении во времени. f Практическая и научная ценность работы заключается в систематических исследованиях (in situ) зарождения различного масштаба дефектов в поверхностных слоях монокристаллов Ge, Si и Fe70Cr15B15. Полученные результаты могут служить основой для построения модели, описывающей атомный механизм зарбждения разрушения твердых тел.

Основные положения диссертации, выкоснмыз на зап^ту:

1. Анализ результатов фотометрирования рефлекса (21) в направлениях [21] и [12] показал, что наблюдаемое уширение рефлексов в соответствующем азимутальном направлении под нагрузкой связано с образованием системы атомных ступенек, ширина террас которой имеет в среднем по четыре атома, а высота ступенек порядка атомного размера.

2. При больших нагруз-.сах б~1ГПа обнаружено разбиение поверхностного слоя толщиной порядка Знм на разориентирозанные кристаллики размером 2 - Знм, что проявляется в образовании и утирании колец на дифрактограммах.

3.Обнаружены значительные эффекты воздействия механической нагрузки на картины ДМЭ в слюде, заключающиеся в увеличении фона, в падении интенсивности рефлексов, в их расщеплении.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на Республиканской научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, Ленинабад, апрель 1990 г, на ХХШ Всесоюзном сем' rape „Актуальные проблемы прочности',' Ленинабад, октябрь 1990 г, на XXI Всесоюзной конференции по эмиссионной элсктр-чш-ке, Ленинград, январь 199. г, на 14 Международной конференции по физике прочности и пластичности, Самара, июнь 19ЯГ> г,

5lh International Conference on the Structure of Surfaces, July 19S6 - Mx en Provence, France (ICSOS-5), на научных семинарах в ФТИ им. А. Ф. Иоффе РАН.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 13 работах, перечень которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем работы.Диссертационная работа состоит иэ введения, четырех глав, заключения с общими выводами и списка цитированной литературы Объем работы составляет страниц, включая рисунков, таблиц и список литературы из наименований.

Основное содорггннэ диссертации.

Во введении обоснована актуальность исследований, сформулирована цель работы н ее основные задачи, показала научная новизна и практическая значимость результатов, приводите;« краткое содержание диссертационной работы, перечислены основные положения, выносимые на защиту.

[¡ерзая глава диссертации носит обзорный характер. Здесь дается анализ экспериментальных данных, посвященных исследованию структуры и атомной динамики атомно-чистых кристаллических граней и влиянию на них температуры и механической нагрузки. Кратко чзло&ены исследования динамических свойств поверхности. Приведен обзор сведений, имеющихся в современной литературе по развитию метода сканирующей туннельной микроскопии, которая позволяет в настоящее время получать микротопографические изображения поверхности металлов и полупроводников с разрешением порядка атомных размеров, прич' не только в условиях вакуума, но и в жидкостях и газах. Кратко изложены экспериментальные результаты, полученные при комплексном использовании методов ДМЭ и СХПЭЭ по слиянию температуры и механической нагрузки на атомную динамику и структуру поверхностных атомных слоев твердых тел.

На основании изложенного сформулированы основные выводы, которые и определили поставленные и решаемые в настоящей работе задачи.

Во еаорей сягюе огиссны измерительна экспериментальная ?-п-паратурь, методики исслодппа^им, охарактеризованы образцы и спо-собь: их пригстг.ьления.

Основными методами исследовании были ДБЭ, ДМЭ, СХПЭЭ (спектроскопия характеристических потерь энергии электронов) и (ЯМ, дополнительным методом была ЗОС (электронная Оже-спектроскопия). Эксперименты проводились как в сверхвысоком вакууме (дифракционные методы и меюд СХПЭЭ), так и на воздухе (метод СТМ).

Электронная оптика дифрактометра ДМЭ,образованная четырьмя сетками, может работать в двух режимах: ДМЭ и ЭОС.

Электронная пушка позволяет получать устойчиво управляемый в разных .режимах, укконапразленный, моноэнергетический электронный пучок (устойчивость ДЕ/Е * 10"5). В ДМЭ-резгиме устойчивость параметров пучка обеспечивается в интервале энергий от 3 эЕ до 1.5кэВ при уровне тока порядка 1мхА. В ЭОС-режиме устойчивость обеспечивается в интервале энергий от 200зВ до ЗкэВ и токов от 1 мкА до 30 мкА.

В случае метода ДБЭ угол падения первичных электронов относительно плоскости поверхности составляет 1-5°. Эксперименты проводились при энергии Ер = ЮОкэВ при токе пучка 1Р =30-50 мкА. Наблюдаемые дифракционные картины фиксировались на фотопластинках.

В СХПЭЭ электронная пушка позволяет получить электронный пучок с энергией от 0 до 5 кэВ при токе от 0 до 10 мкА. Диаметр электронного пучка - порядка 200 мкм.

Полусферический электростатический энергоанализатср с системой линз позволяет изучать спектр энергий вторичных электронов в интервале энергий от 0 до 2 кэВ. Анализ и запись спектра может производиться в двух режимах: ДЕ = const и ДЕ/Е = const. Энергетическое разрешение при втором режиме работы достигает ДЕ/Е = 10"4 , при этом угловое - не хуке 1°.

Для очистг"' поверхности образцов используется ионный источник, который позволяет получить пучок ионов (в нашем случае-ионы Аг+) с энергиями до 5 кэВ при максимальном токе пучка до 10 мкА. Работает при давлении газа в ¡«.мере порядка 4 -10"4 Па. Система отклонения пучка позволяет сканировать область размером 10 х 10 мм2.

Метод СТМ позволяет получить топографическое изображение поверхности с нансметровым разрешением. Конструктивно прибор

состоит кз двух блоков: измерительного и электронного. Необходимым условием работы прибора является стабилизация туннельного промежутка 5~5-юХ между исследуемой поверхностью и зондирующим острием.

Электронный блок обеспечивает передачу напряжений разверток от 0 до +300 В на пьезодвигатели для сканирования острия по координатам X" и У, измерение и стабилизацию туннельного тока в пределах 10"10 - 10"8 ампера путем поддержания туннельного промежутка между образцом и острием, формирование напряжений и* и Ц, для записи профилограмм на самописце.

Образцы вырезались из монокристаллической заготовки (р - и п-типа) Се и Б1 в виде круглых пластинок диаметром 0=25мм и толщиной 11=0.Змм (рис.1). Они шлкфозалисо и полировались до зеркального блеска поверхности. Затем образцы подвергались химическому травлению в смеси плавиковой, азотной и уксусной кислот для снятия наклепанного слоя.

Окончательная обработка образцов производилась в вакууме. Использовался метод очистки ионной бомбардировкой с последующим отжигом ( ИБО ).

В процессе подготовки поверхности и отжига химический состав и структура поверхности образцов контролировались методами ЭОС и ДМЗ.

Для нагружения образцов в сверхвысоком вакууме было использовано специальное устройство, позволяющее, кроме нагружения,производить отжиг в сверхвысоком вакууме и вращение образцов относительно двух осей. В процессе экспериментов использовались две схемы нагружения, их специфические особенности заключались в том, что образцу имели свободные, незакрепленные края. На рис.1 показана схема приложения нагрузки. Образец 2 верхней поверхностью упирался в неподвижную внешнюю кольцевую опору 1, а с другой сгороны нэ него давили либо кольцевой пуансон 3 (Схема А), либо парик (Схема Б). Схема А позволяла в центральной части образца создавать двухосно симметричное плосконапряженное состояние. Наибольшее напряжение, достигнутое по этой схеме для Се (111), составляло величину бИГПа и для 51(Ш) б>?Шг.

/ / Ф8,

>—

Схема A

Схема Б

Рис 1. Схема приложения нагрузки.

При использовании схемы Б в центральной части образца создается сложнонапряяенное состояние. Наибольшее напряжение составляло величину б > 2ГПа для Ge(lll) и б > 4ГПа для Si(113). При этих напряжениях упругая деформация в объеме Составляет нескольких процентов. Приложенные напряжения сравнимы по величине с прочностью мчалтомных связей в этих полупроводниках.

- 10 -

Гретья глава посвящена изучению влияния механической нагрузки на структуру поверхностных слоев монокристаллов Ge(ill) и ( слюды (мусковит) методами СХПЭЭ, ДМЭ, ДБЭ. Исследовалось разуплотнение атомной решетки поверхностных слоев Ge (111) методом СХПЭЭ. В зависимости от приложенной нагрузки разуплотнение рассчитывалось из энергетического сдвига плазмонных пиков [61.

В ленгмюровском приближении плазменная энергия Ер выражается

Ер » ti(4rto2n/ra)1/z, (1)

где t.-постоянная Планка, е и m-заряд и масса электрона, соответственно, n-концентрация электронов, участвующих в плазменном колебании б области локализации плазмона (поверхностный плазмой локализован в слое тсиациной <1ни, в то время как объемный плазмой локализован в области оюя толщиной порядка Знм). Используя выражения (1), мы получим выражения для энергетического сдвига АЕр.

ЛЕр/Ер = 1/2(Дп/п). (2)

Пренебрегая вкладом энергетического сдвига плазмона, который происходит благодаря сужению запрещенной зоны полупроводника под влиянием внешнего напряжения, можно получить

AV/V = AK/M = Än/n. (3)

где AV/V - относительное уменьшение объема кристалла в области лглсализации плазмона, ДН/№-относительное изменение плотности атомного остова.

С помощью экспериментов по нагр'ужению и разгрузке образцов разуплотнение было разделено а обратимую (ef; с}1, рис. 2а) и необратимую рис. 25) составляющие относительно нагрузки для каждого из слоев. Оказалось, что обратимая часть разуплотнения. как для слоя <1нм, так и в слое порядка Знм прямопропор-цизиааьна нагрузке, так что нелинейная зависимость рт нагрузки сосредоточена в основном в необратимой составляющей. Ввиду линейности логично предположить, что обратимые части разуплотнений связаны с упругими деформациями в соответствующих слоях. Чтобы это доказать, необходимо сопоставить экспериментальные разуплотнения с величиной упругой деформации. Нами была рассчитана упругая деформация в континуальном приближении для изотропного

- и -

о

2 46 8 , Па, —,-,—|—,—,- /

а)

т /рассгчтанная ^ упругая 1 \ 0 дес/ю/ьмация

слой, толщиной. ~Знм

8? слой, толщиной. < 1нм

* б

us Q

р1

с2 слои тощияои Знм

слои, толщиной. <1нм '

5)

0

1 L

Рис. 2.

Влияние внешнего напряжения на обратимую (е?, и необоатимую (е|,е^) части разуплотнения для слоев толщиной Ж Ihm и (1~3нм в Ge(111).

латерального растяжения с использованием табличных-значений упругих постоянных. Результаты расчета приведены на рис. 2а в виде . прямой пунктирной линии. Видно, что эта деформация практически совпадает с обратимой частью разуплотнения, которое мы относим к толстому приповерхностному слою. Это доказывает, что разупло- ' тнение £ць в основном является упругой деформацией. Если считать, что разуплотнение cf тоже целиком обусловлено упругой деформацией, то она превосходит деформацию слоя порядка Знм примерно в 3 раза. Это повышенное значение можно объяснить аномальным значением коэффициента Пуассона, которое обнаружено в [6].

Нелинейное необратимое разуплотнение как в слое <Ihm, так и в" слое порядка Знм, мы связываем с образованием дефектов в поверхностных слоях.с изменением атомной структуры и микропластичностью в. них. Интересно отметить, что необратимое разуплотнение е| для слоя <1нм больше разуплотнения с* для слоя порядка 3 нм, кроме предразрывного состояния образца, где они сравниваются. Необратимое разуплотнение в предразрывном состоянии достигает величины порядка 5 - 8%, такое разуплотнение характерно для аморфного и нанокристаллического [7] состояния германия. Поэтому было предположено, что под действием внешнего растягивающего растяжения в атомной структуре поверхности германия происходит переход порядок-беспорядок.

С помощью методов электронной дифракции была сделана попытка зафиксировать этот переход. При нагруяении по схеме Б от 6=0 до б > 1ГПа методом ДБЭ на отражение от поверхности Ge(111) под скользящими углами были получены соответствующие этим нагрузкам дифракционные картины.

Анализ картин дифракции показал, что в области напряжений О <б( 500МПа монокристалличность поверхности сохраняется. При больших напряжениях поверхность переходит в роликристаллическое, а затем в нанокристаллическос и частично в аморфное состояние. Обработка дифрактограммы показала, что линейний размер нанокрис таллов на поверхности составляет величину 2-Знм.

Анализ картин от поверхности, подвергнутой воздействию больших (б >1ГПа) нагрузок, по;сазыв^от. что в дифракции учаотпуют

не только плоскости (111) нанокристаллов, но и плоскости (211), (220), (311). Это говорит о том, что разориентация нанокристап-лов происходит не только в латеральной плоскости, но и перпен-дикулярн" ей.

Таким образом, данные ДБЭ подтверждают, что на поверхности I Се(111) под действием больших напряжений.происходит переход порядок-беспорядок.

При исследовании Нагруженных поверхностей методом ДМЗ (0 <б <310МПа) обнаружен новый эффект воздействия механических напряжений на картину дифракции-вытягивание дифракционных рефлексов в азимутальном направлении [21].

Дополнительные эксперименты по исследованию полуширины "вытянутых" рефлексов от энергии первичного пучка показали, что эта зависимость носит периодический характер. Анализ результатов картин дифракции показал, что вытягивание рефлексов в азимутальном направлении [21] связано с образованием системы атомных ступенек.

Количественная обработка дифрактограммы позволила оценить размеры ступеньчатой структуры. Оказалось, что ширина террас составляет в среднем 4 атома, а высота ступенек- порядка атомного размера.

Выдвинуто предположение, что атомно-ступеньчатая структура является одним из промежуточных звеньев перехода порядок-беспорядок на поверхности под действием механического растяжения.

В этой главе также приведена одна из экспериментальных серий, где изучалось воздействие механической нагрузки на поверхность слюды методом ДМЭ. Воздействие нагрузки на дифракционную картину наблюдали визуально, кроме того, дифракционную картину регистрировали на фотопленку при различных энергиях первичных электронов в интервале Ер=100-300эВ и разных нагрузках. Наибольшее достигнутое в этих опытах напряжение было б ~ ЮОО МПа.

Основные результаты механического воздействия на слюду связаны с плавным снижением контрастности картины дифракции, изменением интенсивности и формы рефлексов при повышении нагрузки, а затем практически полное и резкое их исчезновение при б ~ 1000 МПа.

- 14 -

Анализ полученных данных позволяет предположить, что наблюдаемые эффекты связаны не только с деформацией решетки на поверхности. но и с возникновением электрических полей на поверхности слюды вследствие смещений ионных подрешеток при механическом воздействии.

В четвертой главе представлены результаты исследований по влиянию механической нагрузки на топографию поверхности методом СТМ.

Объектами исследования были упругие в широком интервале нагрузок материалы, в частности,Ge (111), Si (111) и аморфный сплав Fe70Cr15B15.

Погружения образцов Ge и Si производились по схеме А (рис.1) в диапазоне нагрузок 0<б<109 Па, а.нагружения образцов РеуоСг^В^ производились путем одноосного растяжения в диапазоне нагрузок 0<б<109Па.

Эксперименты проводились в я: лосферных условиях. Методом ЭОС мы контролировали химический состав поверхностного слоя после проведения экспериментов. Для контроля состояния иглы записывали как профиль дифракционной решетки, так и исходную поверхность в течение нескольких часов.

Эксперименты на аморфном сплаве показали, что под влиянием механической нагрузки топография поверхности изменяется. Были выявлены несколько типов возникающих неоднородностей на поверхности аморфного сплава железа под нагрузкой: 1) неоднородности масштаба от 10 до ЮОнм, обратимые относительно нагрузки, 2) крупномасштабные трещинообразные дефекты с размером по глубине до ЮООнм и расстоянием меяду ними до ЗОООнм, необратимые относительно нагрузки. Второй тип дефектов был сопоставлен на тех же образцах с дефектами, видимыми в электронный микроскоп под на- • грузкой. Это позволило сделать вывод,что эти трсщинообразныс дефекты являются реальными дефектами на поверхности аморфного сплава, обусловленными изменением формы поверхности самого аморфного сплава. Что касается первого типа дефектов, то в настоящее время их происхождение до конца не ясно. Можно предположить, что оно связано с влиянием механического поля на адсорбционные слои (Нг0, СОг и др.).

- 15 -

Аналогичные эффекты наблюдались и на поверхности (111) S1 и Ge. Размер необратимых относительно нагрузки трещинообразных дефектов составлял величину: по глубине порядка ЮООнм и расстояние между дефектами поряпка ЮООнм. Эти дефекты так же, как и в случае аморфного сплава железа,образуются при больших нагрузках. По нашему мнению,такие дефекты могут быть зародышевыми трещинами .

Интересно отметить, что в Si и Ge угол при вершине дефекта составлял величину 15-20°.

Высказано предположение, что трещинообразные углубления образуются путем набора атомных ступеней.

Основные результаты и выводы.

1. По результатам, полученным методом СХП33, количественно разделены обратимые и необратимые части разуплотнения поверхностных слоев толщиной <1нм и порядка Знм. Показано, что обратимое линейное разуплотнение, определенное из сдвига плазменных пиков под действием нагрузки, соответствует упругой деформации решетки в этих слоях. Показано, что упругая деформация в слое <1нм превосходит упругую деформацию в слое порядка Знм примерно в 3 раза.

2.Методом ДМЭ обнаружено изменение формы дифракционных рефлексов под нагрузкой в Ge (111), обусловленное значительным (~ в 2 раза) уширением рефлексов в азимутальном направлении [21]. Показано, что уширение рефлексов в соответствующем азимутальном направлении связано с образованием ступенчатой структуры со ступеньками атомного размера и шириной террас порядка 4 атомов.

3.Методом ДБЭ обнаружен переход монокристаллической поверхности Ge(111) в слое толщиной порядка Знм в поли- и нанокрис-

таллическое состояние с образованием кристалликов разной ориентации размером 2-Знм.

4. Методом СТМ обнаружено изменение рельефа поверхности в Ge, Si(lil) и FP70Cr15B15- пед нагрузкой. При малых и срочных нагрузках рельеф поверхности обратим относительно нагрузки. Наблюдались временные зависимости обнаруженных эффектов при поста--

янной нагрузке. Высказано предположение, что изменение рельефа . поверхности в Ge и Si под нагрузкой связано с образованием сту-пеньчатой структуры.

5. Обнаружено сильное влияние механической нагрузки на картину ДМЗ в слюде. Высказано предположение, что наблюдаемые эффекты связаны не только с деформацией решетки на поверхности, но и с возникновением электрических полей на поверхности слюды вследствие смещений ионных подрешеток при механическом воздействии.

По материалам диссертации опубликованы следующие работы:

1. Курков С. Н., Корсуков В. Е., Лукьяненко A.C., Обидов Б. А., Светлов В.Н., Смирнов А. П. Трансформация механически нагруженной поверхности Gr'lll). Письма в КЭТФ, .1990, т. 51, вып. 6,

с. 324 - 326.

2.Лукьяненко A.C., Обидов Б.А. Трансформация механически нагруженных поверхностей полупроводниковых кристаллов.Республиканская научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов. Ленинабад, 1990, апрель, с. 59.

3. Назаров Р. Р., Лукьяненко А. С., Шамсиддинов М. И., Обидов Б. А. Аморфизация поверхностного слоя Ge (111) при ионной бомбардировке и отжиг дефектов. Республиканская научно - практическая конференция молодых ученых и специалистов. Ленинабад, 1990, апрель, с. 83.

4.Корсуков В.Е., Лукьяненко A.C., Обидов Б.А. Образование шероховатости на механически нагруженной поверхности аморфного сплава Fe70Cr15B15 как начальная стадия разрушения. ХХ111 Всесоюзный семинар „Актуальные проблемы прочности!' Ленинабад, 1990, октябрь, с. 20.

5. Журков С. Н., Корсуков В. Е., Лукьяненко А. С., Обидов Б. А., Смирнов А. П. Сканирующая туннельная микроскопия деформированных поверхностей полупроводников. XXI Всесоюзная конференция по эмиссионной электронике. Ленинград, 1991, январь, с. 113.

6.Корсуков В.Е., Лукьяненко A.C., О лдов Б.А., Светлов В.Н. Трансформация механически нагруженной поверхности аморфного сплава F©70Cr,5B15. Письма в ЯЗТФ, 1992, т. 55, вып. 10, С. 595 - 597.

7.Корсуков В.Е., Лукьяненко A.C., Обидов Б. А., Светлов В.Н., Стегшм Е. В. Рост шероховатости на поверхности фольги из аморфного сплава Ре70Сг15В15 как отклик на растягивающую нагрузку.

Письма в ЖЭТФ, 1993, т. 57 вып. 6, с. 343 - 345.

8. Князев С. А., Корсуков В. Е., Обидов Б. А. Влияние двухосного растяжения на картины ДМЗ от поверхности слюды. ФТТ, 1994, т. 36, N 5, С. 1315 - 1320.

9. Бакулин Е. А., Корсуков В. Е., Лукьяненко А. С., Обидов Б. А., Степин Е.В. Рост шероховатости как начальная стадия разрушения деформированной поверхности аморфного сплава Fe70Cri5B15.

, Письма в НТФ, 1994, т. 20, вып. 17, с. 91 -94.

; 10. Корсуков В. Е., Лукьяненко А. С., Обидов Б. А. ; Степин Е. В. Рост шероховатости поверхности как начальная стадия разрушения. Тезисы докладов 14 Международной конференции „Физика прочности и пластичности материалов" Самара, 27-30 июня 1995, с. 378 - 379.

11. Корсуков В. Е., Лукьяненко А. С.. Назаров Р. Р., Обидов Б. А., Степин Е.В., Светлов В.Н. Фазовые переходы на поверхности монокристаллов Ge (111) и Si (111). Тезисы докладов 14 Международной конференции„Физика прочности и пластичности материалов'.' Самара, 27-30 июня 1995, с. 379 - 380.

12.Корсуков В.Е., Князев С.А., Лукьяненко A.C., Назаров P.P., Обидов Б. А., Степин Е. В., Светлов В. Н. Зарождение разрушения в поверхностных слоях монокристаллов Ge, Si. ФТТ, 1996, т. 38, N1. с. 113 - 121.

13.Korsukov V, Lukyanenko A and Obidov В. Formation of nanoscaJe : structures on the Ge(lll) surface under raechanical loading.

5th International Conference on the Structure of Surfaces (ICSOS-5), 1996-Aix en Provence, France.

Цитируемая литература.

1.Griffith A.A. The phenomena of rupture and flow in solids.-Thyl. Trans. Roy. Soc., 1921, v. 221, A, p. 163-170.

2.Иоффе А.Ф. Физика кристаллов. M.: Л.: 0ГИЗ, 1929, 250с.

3. Нестеренко Б. А., Снитко 0. В. Физические свойства аюиарио-чистой поверхности полупроводников. Киев: "Наукова думка", 1983. £63с.

4.Курков С.H., Нарзулаев Б.H. Временная зависимость прочности твердых тел. -Журнал технической физики, 1953, 23, с. 1667. '

5. Лукьяненко А. С., Князев С. А., Корсуков В. Е., Патриевский П. В., Светлов В.Н. Исследование влияния внешних механических напря- 1 жений на деформацию поверхности Ge(lll) методом ДМЭ. Тезисы дошгадов на Всесоюзной конференции "Диагностика поверхности", Каунас, 1986, с. 81.

6.Корсуков В.Е., Князев С. А., Лукьяненко А.С., Назаров Р.Р., Патриевский П. В..Шерматов М. Трансформация поверхности Ge(lll) во внешнем механическом поле. Физика твердого тела, 1988, т. 30, N8, С. 2380-2386.

7.Gaffet Е. Phase transition induced by bail milling in germanium. J. Mat. Sci. ¿.ng. A 136, 1991, p. 161-169.

Отпечатано в типографии ПИЯФ

Зак. 544, тир. 100, уч.-изд. л. 1; 11/XII-1996 г.

Бесплатно