МНОГОСЛОЙНЫЕ НАНОСТРУКТУРЫ

Многослойные наноструктуры - слоистые композиции (пленки, фольги, покрытия), состоящие из чередующихся нанослоев различных материалов, с толщиной слоев менее 100 нм и количеством слоев до нескольких тысяч. В качестве компонентов слоев, в таких системах, может использоваться широкий круг материалов: металлы и сплавы, полупроводниковые материалы, диэлектрики.

Благодаря особенностям строения: ультрамалой толщине слоев, возможности плотного сопряжения слоев из различных материалов, большому количеству слоев, наноламинаты являются уникальным классом материалов, сочетающим в себе качества слоистых систем и специфические свойства нанообъектов. Вследствие этого многие типы многослойных наноструктур обнаруживают уникальные магнитоэлектрические, механическими, теплофизические и др. свойства, благодаря чему они представляют исключительный интерес для различных приложений.

Примерами применения многослойных наноструктур являются: GMR-сенсоры в микроэлектронике; различного рода защитные покрытия, дифракционные элементы в рентгеновской оптике, упругие пленочные элементы в микромеханике и многое другое.

Одним из перспективных классов многослойных материалов являются многослойные метастабильные структуры. Ламинаты этого типа состоят из компонентов, которые могут вступать в экзотермическое взаимодействие между собой. При определенных условиях, в такой системе может быть инициирован процесс самоподдерживающегося распространения волны реакции (самоподдерживающийся высокотемпературный синтез, СВС). В результате этого исходная слоистая структура исчезает, уступая место фазам новых химических соединений, образованных в результате взаимодействия (продуктов синтеза).

Многослойные метастабильные структуры представляют большой интерес для задач синтеза тонких и ультратонких пленок соединений, обладающих высокой химической стойкостью, хорошими механическими свойствами, стойкостью к воздействию высоких температур, пленок с эффектом памяти формы и т.д.

В нашей лаборатории проводятся развернутые научно-исследовательские работы по созданию и изучению свойств наноструктурированных многослойных пленок различных типов (как со стабильной структурой, так и метастабильных). В рамках исследований создано два экспериментальных стенда для получения многослойных структур методом магнетронного и плазменно-пучкового напыления.
AUGER- распределение атомов компонентов в многослойной системе Ti-Al (диагностика осуществлялась методом послойная Оже-спектроскопии)

Слоистый рисунок на стенках кратера ионного травления поверхности многослойной пленки Ti-Al (кратер получен в процессе химического анализа материала методом послойной Оже-спектроскопии).	Слоистая наноструктура многослойной пленки Ti-Al (просвечивающая электронная микроскопия)

Слоистая наноструктура многослойных пленок состава Ta-Al, Cu-Al (фотографии получены методом растровой электронной микроскопии)

Рентгенограммы исходной многослойной пленки Ti-Al и продуктов самораспространяющегося высокотемпературного синтеза (тождественное распределение пиков объясняется наследованием продуктами синтеза текстуры исходной фольги)