Реферат

Выпускная квалификационная работа 96 с., 24 рис., 15 табл., ___27_____источников, 0 прил.

Ключевые слова: пленки Co, CVD, температура подложки, температура испарителя, микронапряжения, химический состав, морфология поверхности, остаточная намагниченность, намагниченность насыщения, коэрцитивная сила, удельное электрическое сопротивление.

Объектом исследования является (ются) пленки Co, нанесенные на подложки Si методом CVD.

Цель работы – исследование возможности получения пленок Co методом CVD из диимината кобальта Co(N’acN’ac)₂ с заданными магнитными и электрическими свойствами.

В процессе исследования проводились экспериментальные работы по изучению влияния условий CVD-осаждения на структуру, электрические и магнитные свойства пленок Co.

В результате исследования установлено, что пленки Co с высокими магнитными и электрическими характеристиками получаются при температуре испарителя, равной 130 ^оС, и при температуре подложки, равной 320-330 ^оС.

Степень внедрения: выполнен эксперимент

Область применения: создание на основе пленок Co высокочувствительных магнитных датчиков, способных регистрировать слабые магнитные поля движущихся объектов. Данные датчики могут применяться в технических средствах охраны, обнаружителях металлов , регистраторах железнодорожного подвижного состава и автомобильного транспорта.

Экономическая эффективность/значимость работы: полученные результаты будут использованы для исследования влияния условий CVD-осаждения на структуру и магнитные свойства пленок системы Co-Pt, которые являются перспективным материалом для создания устройств хранения информации с высокой плотностью записи данных.

В будущем планируется исследование возможности получения пленок системы Co-Pt методом CVD с заданными магнитными свойствами.

ABSTRACT

Graduate work 96 p., 24 fig., 15 tables, _27_references, 0 app.

Keywords: Co films, CVD, substrate temperature, vaporization temperature, microstresses, chemical composition, surface morphology, residual magnetization, saturation magnetization, coercive force, electrical resistivity.

The objects of study are Co films deposited on Si substrates by CVD.

The aim of this research – to investigate the possibility of Co films deposition by CVD from cobalt diiminate Co(N’acN’ac)₂ with required magnetic and electrical properties.

Experimental researches of the effects of CVD conditions on the structure, electrical and magnetic properties of Co films were carried out.

As a result it was found that Co films deposited at vaporization temperature 130 ^оС and substrate temperature 320-330 ^оС were characterized by high magnetic and electrical characteristics.

The degree of an introduction: the experiment was carried out.

The area of application: a creation of sensitive magnetic sensors based on Co films. These sensors are able to detect weak magnetic fields of moving objects and can be applied in technical means of protection as well as in detectors of metals, rolling stocks and road transports.

Economic efficiency / value of the work: the obtained results will be used for an investigation of the effects of CVD conditions on the structure and magnetic properties of Co-Pt films that are perspective materials for a creation of data storage devices with high density recording.

In the future it is planned an investigation the possibility of Co-Pt films deposition by CVD with required magnetic properties.

Определения, обозначения, сокращения, нормативные ссылки

В данной работе применены следующие термины с соответствующими определениями:

коэрцитивная сила: Величина внешнего магнитного поля, которую необходимо приложить к предварительно намагниченному телу, чтобы полностью его размагнитить.

остаточная намагниченность: Величина магнитного момента единицы объема, которую имеет материал при отсутствии внешнего магнитного поля.

намагниченность насыщения: Максимальная величина магнитного момента единицы объема, которой характеризуется материал, находящийся во внешнем магнитном поле.

область когерентного рассеяния: Определенная область материала, рассеивающая падающее излучение когерентно.

микронапряжения: Напряжения, возникающие в поликристаллическом материале между отдельными кристаллитами или внутри них.

В настоящей работе использованы ссылки на следующие стандарты:

1. ГОСТ 12.0.003-74 ССБТ. Опасные и вредные производственные факторы. Классификация.

2. ГОСТ 12.1.005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны.

3. ГОСТ 12.1.030-81 ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление и зануление.

4. ГОСТ 12.1.038-82 ССБТ. Электробезопасность. Предельно допустимые значения напряжений прикосновения и токов.

5. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования.

6. СНиП 2.01.02-85. Противопожарные нормы.

7. СНиП II-2-80. Противопожарные нормы проектирования зданий и сооружений.

8. СНиП II-4-79. Естественное и искусственное освещение.

9. СН 181-70. Указания по проектированию цветовой отделки интерьеров производственных зданий промышленных предприятий.

10. СН 245-7. Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий.

11. СП 2.2.1.1312-03. Гигиенические требования к проектированию вновь строящихся и реконструируемых промышленных предприятий

12. СанПиН 2.2.2/2.4.1340–03. Гигиенические требования к персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.

Оглавление

	Введение	11
1	Обзор литературы	13
1.1	Получение металлических пленок и покрытий методами CVD и PVD	13
1.2	Влияние условий осаждения на структуру, электрические и магнитные свойства пленок Co	19
1.3	Влияние условий осаждения на структуру и магнитные свойства пленок системы Co-Pt	21
1.4	Постановка задач	27
2	Объект и методы исследования	29
2.1	Материалы исследования	29
2.2	Методика эксперимента	30
3	Результаты проведенного исследования	31
3.1	Рентгеноструктурные исследования пленок кобальта	31
3.2	Влияние условий осаждения на морфологию поверхности пленок кобальта	36
3.3	Влияние условий осаждения на толщину пленок кобальта	40
3.4	Магнитные и электрические свойства пленок Co	43
3.5	Обсуждение результатов	50
	Задание для раздела «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»	54
4	Раздел «Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение»	56
4.1	Классификация НИР	56
4.2	Разделение НИР на этапы	59
4.3	Определение трудоемкости этапов НИР	61
4.4	Составление сметы затрат	64
4.4.1	Затраты на амортизацию оборудования	65
4.4.2	Затраты на основные и вспомогательные материалы	66
4.4.3	Затраты на заработную плату	66
4.4.4	Страховые отчисления	68
4.4.5	Затраты на электроэнергию	68
4.4.6	Смета затрат на НИР	69
	Задание для раздела «Социальная ответственность»	71
5	Раздел «Социальная ответственность»	76
5.1	Введение	76
5.2	Техногенная безопасность	77
5.2.1	Вредные факторы	77
5.2.2	Опасные факторы	80
5.3	Охрана окружающей среды	83
5.4	Организационные мероприятия обеспечения безопасности	84
5.5	Чрезвычайные ситуации	86
	Заключение	90
	Список публикаций студента	91
	Список использованных источников	94
	DVD-диск. Пояснительная записка ВКР (файл «Хайруллин, ВКР» в формате doc) и презентация ВКР (файл «Хайруллин, ВКР» в формате pptx)

Введение

В настоящее время исследование тонких ферромагнитных пленок является перспективным ввиду возможности создания композиционных постоянных магнитов для микромеханики и высокочувствительных магнитных датчиков, способных обнаруживать слабые магнитные поля движущихся объектов. Огромный интерес для исследований представляют пленки системы Co-Pt благодаря наличию в них перпендикулярной анизотропии, т. е. возможности возникновения в них оси легкого намагничивания, направленной перпендикулярно к плоскости пленки. Данное свойство широко используется для создания устройств с ультравысокой плотностью записи данных [1].

Существует множество способов получения металлических тонких пленок. Но среди них наиболее перспективным является метод химического осаждения из газовой фазы (CVD), так как позволяет получать пленки высокой чистоты, с высокой однородностью толщины и состава, минимальными повреждениями подложки, высокими скоростями осаждения и возможностью нанесения на изделия сложной формы [2]. Процесс получения пленок с заданными свойствами данным методом весьма сложный. Существует множество параметров CVD-осаждения, оказывающих влияние на свойства получаемых пленок: химический состав и температура испарителя, температура подложки, давление в камере, время осаждения и другие. При этом для каждого материала пленок существуют свои оптимальные условия осаждения, при которых пленки характеризуются наилучшим сочетанием свойств. Исходя из этого, для облегчения исследования пленок системы Co-Pt и нахождения оптимальных параметров их получения, целесообразно сначала определить оптимальное сочетание параметров CVD-осаждения для пленок Co и Pt по отдельности.

Влияние условий CVD-осаждения на свойства пленок Co уже изучалось [3]. Однако практически отсутствуют исследования для пленок Co, полученных из диимината кобальта Co(N’acN’ac)₂, применяемого в качестве предшественника. Предшественник (металлоорганическое соединение, из которого получают пленки) существенно меняет характер влияния параметров CVD-осаждения на свойства пленок [4]. Учитывая данный факт, а также то, что дииминаты металлов обладают рядом преимуществ: отсутствием кислорода, высокими летучестью, стабильностью, чистотой разложения и практическим выходом [5], необходимо исследовать влияние параметров осаждения на структуру и эксплуатационные характеристики пленок Co, полученных методом CVD из Co(N’acN’ac)₂.

Таким образом, целью данной работы является исследование возможности получения пленок Co методом CVD из Co(N’acN’ac)₂ с заданными магнитными и электрическими свойствами.