автореферат диссертации по электронике, 05.27.01, диссертация на тему:Влияние структурных превращений на электрофизические свойства стекол электронной техники С87-2, С78-4, С78-5

005044509

Шомахов Замир Валериевич

ВЛИЯНИЕ СТРУКТУРНЫХ ПРЕВРАЩЕНИЙ НА ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СТЕКОЛ ЭЛЕКТРОННОЙ ТЕХНИКИ С87-2, С78-4, С78-5

05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника, приборы на квантовых эффектах

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

1 7 МДМ 2012

НАЛЬЧИК 2012

005044509

Работа выполнена на кафедре материалов и компонентов твердотельной электроники федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова»

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Кармоков Ахмед Мацевич

Официальные оппоненты: Калажоков Хамидби Хажисмелович

доктор физико-математических наук, профессор кафедры физики конденсированного состояния ФГБОУ ВПО «КБГУ»

Осипов Юрий Васильевич

кандидат физико-математических наук, доцент, заместитель директора Института Новых Материалов и Нанотехнологий НИТУ «МИСиС»

Ведущая организация: ФГБОУ ВПО «Северо-Кавказский

государственный технический университет»

Защита состоится «29» мая 2012 года в 14.00 час. на заседании диссертационного совета ДМ.212.076.08 в ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова» по адресу: 360004, КБР, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 173, зал заседаний диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Кабардино-Балкарский государственный университет им. ХМ Бербекова».

Автореферат разослан «28» апреля 2012 г.

Ученый секретарь к

диссертационного совета у Молоканов Олег Артемович

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Процессы фазового разделения и кристаллизации лежат в основе получения разнообразных стеклокристаллических материалов, в том числе стекол, содержащих нанокристаллы. В зависимости от выбранной системы различные стадии этих процессов могут существенно влиять на структуру образцов и их физико-химические свойства. Несмотря на существование теоретических представлений об указанных процессах, для каждого конкретного материала требуется детальное экспериментальное исследование кинетики структурных превращений и особенностей структуры, образующейся в результате протекания процессов фазового разделения.

Процессы, происходящие в стеклах, такие, как фазовые превращения, сопровождающиеся образованием и ростом новых наноразмерных кристаллических фаз, играют важную роль при создании технологических процессов изготовления микроканальных пластин.

Микроканальные пластины (МКП) - класс изделий электронной техники, предназначенных для работы в вакууме в качестве многоканальных детекторов, преобразователей и вторично-электронных усилителей пространственно-организованных потоков заряженных частиц и излучений. Благодаря ряду уникальных свойств МКП находят применение в различных областях науки и техники прежде всего как усилители электронных изображений в электронно-оптических преобразователях, предназначенных для приборов ночного видения.

Из сказанного следует, что электрофизические и эксплуатационные характеристики электронно-оптических преобразователей определяются главным образом физико-химическими свойствами стекол, используемых в МКП (свинцово-силикатные стекла) и для МКП (боратно-бариевые стекла).

В связи с этим исследования процессов фазообразования, кинетики роста новых фаз и их влияния на электрофизические и механические свойства стекол являются важными для совершенствования существующих и создания новых технологических процессов производства изделий электронной техники.

Цель настоящей работы заключается в установлении закономерностей изменения электрофизических и вязкоупрутих свойств стекол, используемых в электронной технике, и их связи с фазообразованием и кинетикой роста новых фаз.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработка методик и создание установок для исследования температурной зависимости электропроводности, а также вязкоупругих свойств стекол.

2. Исследование температурной зависимости электропроводности стекол С87-2, С78-4, С78-5.

3. Изучение влияния структурных и фазовых превращений в объеме и на поверхности стекол на электропроводность при изотермическом отжиге.

4. Исследование диэлектрических свойств стекол на переменном токе.

5. Исследование вязкоупругих свойств стекол.

Научная новизна полученных результатов

1. Получены новые экспериментальные результаты по температурной зависимости электропроводности и особенности изменения энергии активации проводимости в стеклах С87-2, С78-4, С78-5.

2. Установлены новые закономерности кинетики электропроводности при изотермическом отжиге и связанные с ними структурные и фазовые изменения в объеме и на поверхности стекол.

3. Установлено уменьшение энергии активации электропроводности исследуемых образцов при высокотемпературном отжиге.

4. Разработана новая методика измерения вязкоупругих свойств, основанная на исследовании акустической эмиссии при ударе микрозонда о поверхность твердых материалов, и создана экспериментальная установка для ее реализации.

Практическая ценность результатов

Экспериментальные результаты исследования электропроводности, структурных и фазовых превращений в объеме и на поверхности стекол выполнены в рамках хоздоговорных работ с Владикавказским технологическим центром БАСПИК и включены в научно-технические отчеты, представленные заказчику.

Экспериментальные установки, созданные автором, используются в учебной лаборатории «Физическая химия материалов и изделий электронной техники» при выполнений курсовых и выпускных квалификационных работ студентами факультета микроэлектроники и компьютерных технологий Кабардино-Балкарского государственного университета. Основные положения, выносимые на защиту

1. Результаты по температурной зависимости электропроводности стекол С-87-2, С78-4, С78-5.

2. Кинетические зависимости роста нанокристаллической фазы на поверхности и в объеме стекол и связанные с ними проводимости.

3. Зависимость энергии активации проводимости от температуры и времени изотермического отжига.

4. Результаты по диэлектрическим свойствам стекол на переменном токе.

5. Оригинальная методика и установка для определения вязкоупругих свойств твердых тел зондовым акустическим методом.

Достоверность основных результатов

Научные положения, результаты экспериментальных исследований, выводы по диссертации обоснованы и получены с использованием современных методов. Достоверность научных положений подтверждена системным подходом к исследованиям, применением аттестованных измерительных

средств, анализом погрешности опытов, воспроизведением экспериментов и сопоставлением полученных результатов с независимыми данными других исследователей. Рентгеноструктурные и рентгенофазовые анализы проводились на установках ЦКП «Рентгеновская диагностика материалов» (КБГУ). Результаты SEM/EDX получены на установке Hitachi S-570 с системой элементного анализа Quantax 200 (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»),

Личный вклад автора

Цель и задачи диссертации были сформулированы и поставлены научным руководителем, доктором физико-математических наук, профессором A.M. Кармоковым, который принимал участие в обсуждении результатов работы. Экспериментальные измерения, научные положения и научные выводы сделаны самостоятельно диссертантом. Соавторы статей принимали участие в обсуждении полученных результатов.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: VII Всероссийской конференции молодых ученых «Наука XXI веку», Майкоп, 2005; Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива 2007», Нальчик, 2007; I Всероссийской научно-технической конференции «Наноструктуры в полимерах и полимерные нанокомпозиты», Нальчик, 2007; Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии и фотоэлектроника», Нальчик, 2008; VIII Международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии», Кисловодск, 2008; Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии в электронике», Нальчик, 2009; IX Международной научной конференции «Химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии», Кисловодск, 2009; III Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 2009; Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива 2010», Нальчик, 2010; III Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии в электронике», Нальчик, 2010; X Юбилейной международной научной конференции «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии», Ставрополь, 2010; IV Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии в электронике», Нальчик, 2011; VIII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физикохимия и технология неорганических материалов», Москва, ИМЕТ РАН, 2011.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 131 страницах, содержит 81 рисунок и 14 таблиц, состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы из 132 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы, формулируются цель и задачи диссертационной работы, описана научная и практическая ценность результатов.

Первая глава диссертации посвящена обзору и анализу литературных данных, посвященных исследованию свойств свинцово-силикатных и борат-но-бариевых стекол, применяемых в электронной технике, в частности, используемых в технологических процессах изготовления усилителей пространственно распределенных заряженных частиц и постановки задач исследований.

Во второй главе представлены объекты исследования (С87-2, С78-4, С78-5), а также методика, оборудование и результаты исследования электрических свойств стекол, применяемых в изделиях электронной техники.

Для исследования электропроводности и электромассопереноса в стеклах была собрана экспериментальная установка, электрическая схема которой приведена на рис. 1 а. Установка состоит из вакуумной камеры со съемной измерительной ячейкой (рис. 1 б), системы откачки и измерительного комплекса. Установка позволяет проводить исследования электрофизических параметров в вакууме (до 2-10"5 тор) или контролируемой газовой среде при температурах от комнатной до 600 °С. Установка измерения сопротивления позволяет изучать электропроводность металлов, полупроводников и диэлектриков.

На образец подается разность потенциалов ~ 300 В. С центрального электрода снимается ток, протекающий через образец, преобразователем малых токов с чувствительностью 10"13 А.

Нагреватель в виде меандры, изготовленный электрохимическим травлением из нихромовой ленты толщиной 100 мкм, питается от источника, стабилизированного по току. Температура контролируется хромель-алюмелевой термопарой, подключенной к цифровому вольтметру. На рис. 16 приведена структурная схема измерительной ячейки. Ячейка устанавливается на фланце вакуумной камеры. Образец (3) вставляется в ячейку так, чтобы прижимные пружины контактной пластины (2) были расположены на охранном электроде образца. Медная пластина (4) служит для выравнивания теплового поля по всей площади образца.

Рис. 1. Электрическая схема электрометрической части установки (а) и схема измерительной ячейки (б): 1 - измерительный электрод; 2 - контактная пластина; 3 - образец; 4 - медная пластина; 5 - нагреватель; 6 - керамические пластины

Образцу стекол С87-2, С784, С78-5, применяемые в производстве МКП, были изготовлены во Владикавказском технологическом центре БАСПИК.

При прохождении постоянного тока через материал с существенной долей ионной проводимости происходит поляризация материала, которая искажает определяемые величины проводимости. Кроме того, для ионных проводников проявляется эффект электромассопереноса, приводящий к обеднению прианодной области основными носителями заряда — ионами натрия, что также приводит к уменьшению проводимости. Если эффект поляризация после отключения напряжения релаксирует, то для обратимости процессов массопереноса необходимо прохождение тока в обратном направлении. С целью устранения влияния эффекта поляризации и массопереноса нами была применена методика измерения проводимости при приложении двуполярного напряжения. При этом к образцу поочередно прикладывается напряжение разной полярности с уравниванием прошедшего через образец заряда.

По результатам измерения электропроводности в процессе нагрева и охлаждения построены температурные зависимости электропроводности материала исследованных образцов, а по данным, полученным в ходе изотермической выдержки, получены кинетические зависимости электропроводности.

Электропроводность стекол имеет активационный характер. На рис. 2 представлены в координатах Аррениуса температурные зависимости удельной электропроводности стекла С87-2, полученные при трех последовательных нагревах образца.

Рис. 2. Температурная зависимость удельной электропроводности стекла С87-2 в процессе трех последовательных нагревов от комнатной температуры до 450 °С

Для каждого цикла нагрева на зависимостях выделяются две линейные области. При повторных нагревах, по сравнению с первым, наблюдается увеличение электропроводности на низкотемпературном участке зависимости, причем наклон аппроксимирующей линии, который характеризует энергию активации проводимости, при втором и третьем нагреве меньше, чем при первом. На высокотемпературном участке изменения значений электропроводности во втором и третьем циклах не наблюдается.

При первом нагреве в низкотемпературной области энергия активации проводимости составляет 0,047 эВ, а при повторных нагревах — уменьшается до 0,036 эВ. В высокотемпературной области для всех трех циклов энергия активации проводимости составляет 1,49 эВ. Различие величины электропроводности и энергии ее активации между первым и последующими нагревами может быть объяснено процессами образования и роста новых фаз при отжиге.

На рис. 3 представлены кинетические кривые электропроводности стекла С87-2 и С78-5, полученные при изотермическом отжиге в вакууме при температурах 400, 450 и 500 °С. Как видно из рисунка, при постоянном пропускании электрического тока проводимость стекла при всех температурах отжига со временем уменьшается.

Полученные экспериментальные зависимости а (г) для указанных температур изотермической выдержки стекла с хорошей достоверностью аппроксимируются квадратичной зависимостью вида а(/) = М2 -Ы + с . Для всех

случаев непрерывного пропускания тока коэффициенты а>0,аЬ<0,и рассматриваемые зависимости имеют монотонно убывающий характер. При знакопеременном пропускании тока через стекло наоборот: а< 0, а 6 > 0 , и проводимость в зависимости от времени отжига монотонно возрастает.

а) б)

Рис. 3. Зависимость удельной электропроводности от времени изотермического отжига в вакууме для образцов невосстановленного стекла С87-2 (а) и С78-5 (б) при различных температурах и непрерывном пропускании то- ; ка, а также при температуре 450 °С и знакопеременном токе

В процессе изотермического отжига удельная проводимость стекла увеличивается тем интенсивнее, чем выше температура отжига. Уровень проводимости стекла при высокой температуре (500 °С) стремится к

— 10 См/м. Обращает на себя внимание тот факт, что проводимость кри-

_о

сталлического кварца при 400 °С составляет -10 См/м. Возможно, что именно растущие наноразмерные кристаллы диоксида кремния, зафиксированные на рентгенограммах, определяют конечный уровень проводимости.

При помощи уравнений аппроксимации, полученных из зависимости а(?), определены периоды времени отжига, при которых проводимость со временем больше не изменяется. Это означает, что структура стекла приходит в равновесное состояние. Для этого, дифференцируя уравнения о(/) по времени и минимизируя, получим соотношение в виде:

с1ст/с1/ = 2Ш-Ь = 0,

откуда

¡ = Ь/2а.

Таким образом, подставляя в последнее выражение значения коэффициентов а и А из табл. 1, получим время установления равновесия в структуре стекла С87-02 в зависимости от температуры отжига. Время установления равновесия в структуре стекла сильно зависит от температуры отжига, и эта зависимость для стекла С87-2 аппроксимируется уравнением:

/=51 ехр (-0,00547).

Подставляя в это уравнение значение температуры изотермического отжига, можно найти оптимальное время, необходимое для полной релаксации стекла при данной температуре и постоянном пропускании тока через образец. Для всех видов исследуемых стекол вышеуказанные данные приводятся в табл. 1.

Таблица 1

Стекло Т°С а Ъ Уравнение аппроксимации

С87-2 400 4-Ю"9 5-Ю"8 12,5 ¿=51 ехр (-0,0054Г)

450 6,6-10"9 5,3-Ю"8 8,0

500 7-Ю"9 5 10"8 7,1

С78-4 400 3,61-10" 5,79-Ю11 8 *=80ехр(-0,0058Г)

450 7-10"12 2-Ю12 6

500 5-Ю"10 1-Ю"8 4,5

С78-5 400 2-10'12 3-Ю11 10 ¿=31ехр(-0,0029Г)

450 МО10 1-109 8,5

500 4-Ю"10 3-ю-9 7,5

В данной главе также была изучена диэлектрическая проницаемость исследуемых образцов. Измерялась электрическая емкость на частоте 1 МГц. По полученной емкости рассчитаны значения диэлектрической проницаемости. Для образцов боратно-бариевого стекла С78-5 отжиг не приводит к значительным изменениям диэлектрической проницаемости по сравнению с исходным состоянием. При этом пропускание тока через образец (3,5x10-4 Кл за все время отжига) приводит к увеличению б на ~15 %.

Для свинцовосиликатных стекол С87-2 и С78-4 пропускание тока во время отжига также приводит к увеличению г, но на величину -20 % и более. Кроме этого, для свинцовосиликатных стекол отжиг без пропускания тока также приводит к увеличению диэлектрической проницаемости, но не столь значительному, как при пропускании тока (на ~5 %).

Среди экспериментальных методов исследования электрических свойств стекол новые перспективы открывает спектроскопия полной проводимости (спектроскопия адмитшнса (проводимости) или импеданса (сопротивления)). Исследования проводились с помощью измерителя иммитанса Е7-20, предназначенного для измерения при синусоидальном напряжении в частотном диапазоне от 25 Гц до 1 МГц параметров объектов, которые, как правило, заменяются параллельной и последовательной двухэлементной схемой замещения. Частотные зависимости параметров строили в виде диаграмм Коула - Коула (зависимостей реальных е' и мнимых частей е" комплексной диэлектрической проницаемости): £ — Е

е = г л--5-—, где е„ и е - значения статической и высокочастотной

оо л ./' \а ' и ®

\ + {кот)

диэлектрической проницаемости; т - время релаксации поляризации; а - параметр, который может иметь значения от 0 до 1, е* =е'-ге" - комплексная диэлектрическая проницаемость.

05

9 12 б си 1,1 2,1 е

а) б)

Рис. 4. Экспериментальные диаграммы Коула - Коула при температуре детектирования 375 °С для образцов С87-2 (а) и С78-5 (б)

Как видно из рис. 4, для стекол характерно наличие нескольких времен релаксации, поскольку локальные структуры заметно отличаются друг от друга.

Время релаксации т можно в первом приближении связать с энергией активации ф : 1пт = — + const. Полученные результаты для времени релаксации кТ

и энергии активации представлены в табл. 2.

Таблица 2

Стекло Т°С т, с Ф , эВ

С87-2 375 10 13 10"6 0,31

С78-5 375 0,5 2,7 10"8 0,52

В третьей главе приводятся результаты исследований структурных превращений в стеклах при температурной обработке.

В различных технологических процессах, особенно в процессах, связанных с термическими воздействиями, в стеклах происходят зарождение и рост различных кристаллических фаз. Эти фазы характеризуются разнообразием их состава и нанометровыми размерами. С целью выявления особенностей этого процесса был проведен анализ фазового состава стекол для электронной техники после отжига в различных условиях.

Исследованные образцы представляли собой полированные диски стекол С87-2, С78-5, С74-4. Образцы были изготовлены в ВТЦ БАСПИК и до отжига хранились в вакуумированной упаковке изготовителя. Образцы, предназначенные для анализа, отжигались в вакууме либо в воздушной атмосфере при двух температурах: 400 и 500 °С. Время отжига во всех случаях составляло 5 часов. Кроме отожженных, анализировались контрольные, то есть неотожженные образцы.

Процедура «Предварительная обработка спектрограмм» методики рентгенофазового анализа ориентирована на выявление рентгенодифракци-онных пиков кристаллических фаз. Вследствие этого так называемое гало от первой координационной сферы аморфной подсистемы образца, имеющее центр при 20=26°, на представленных рисунках передается с различной интенсивностью, и это различие не должно рассматриваться.

На спектрограммах исходных (неотожженных) образцов всех стекол отмечается значительное содержание кристаллических фаз. Влияние температуры отжига и среды, в которой он производится, имеет сложный характер.

Для обоих свинцово-силикатных стекол С87-2 (рис. 5) и С78-4 минимальное содержание кристаллических фаз отмечается после отжига в вакууме при 500 °С. В противоположность этому боратно-бариевое стекло С78-5 после отжига в тех же условиях имеет максимальное содержание кристаллофаз.

Качественный анализ рентгенограмм показывает, что пики в области углов рассеяния 20 от -14 до -18° соответствуют пикам 8Ю2 с значительным искажением параметров решетки, что проявляется в значительных сдвигах и деформациях. Очевидно, это связано с малыми (нанометровыми) размерами и несовершенной структурой образующихся кристаллических частиц диоксида кремния.

300 200 100 0 0 О 200 100 о 200 100 0

Рис. 5. Рентгенограммы образцов стекла С87-2, отожженных при различных условиях в течение 5 часов

Для выявления особенностей процесса фазообразования был проведен анализ стекол после отжига в различных условиях на сканирующем электронном микроскоп Hitachi S-570 с системой элементного анализа Quantax 200.

До проведения анализа на стекла были нанесены проводящие покрытия методом термического распыления углеродного стержня в вакууме при температуре 800 °С. При этом образцы нагревались до 150 °С. Потом для обеспечения хорошего стока электронов образцы на столик крепились специально приготовленным углеродным скотчем. Результаты SEM/EDX эксперимента образца С78-5 показаны на рис. 6.

а) б)

Рис.6. Изображения, полученные сканирующим электронным микроскопом (SEM) в режиме фазового контраста: а) образец после отжига при 7=400 °С, t= 5 ч; б) образец после отжига при 7=500 °С, t= 5 ч

В исследуемых стеклах при термических воздействиях происходят фазовые переходы с образованием кристаллических фаз и их последующий рост. Для выяснения влияния этих образований на морфологию поверхности методами сканирующей зондовой микроскопии (СЗМ) были исследованы поверхности стекол.

Анализ топографии проводился атомно-силовой (АСМ) методикой в полуконтактном режиме. Развертка при сканировании была построчной, вдоль оси абсцисс со скоростью 14,26 мкм/с. Частота модуляции зонда составляла 240,095 кГц.

Как видно из рис. 7а, микрошероховатость поверхности стекла С87-2 в исходном состоянии порядка ~1 нм. Рельеф поверхности характеризуется небольшими наклонами — около 10 нм на 1 мкм длины.

В отличие от этого, после термического и электрического воздействий (рис. 76), поверхность становится более шероховатой с многочисленными наноразмерными выступами высотой до 50 нм и редкими выступами высотой до 120 нм. Размер этих выступов в основании около 100 и 500 нм соответственно. Очевидно, эти частицы на поверхности являются отражением процессов фазообразования в объеме стекла.

а) б)

Рис. 7. АСМ изображения: а) поверхности стекла С87-2 непосредственно после разгерметизации вакуумной упаковки. Общая высота рельефа по площади скана 63 нм; б) поверхности стекла С87-2 отожженного в вакууме при измерении электропроводности. Общая высота рельефа по площади скана 140 нм

В настоящей главе также приводится исследование вязкоупругих свойств стекол электронной техники зондовым акустическим методом. Суть метода состоит в измерении акустических сигналов, возникающих при простукивании микрозондом поверхности стекол.

В эксперименте использовался измерительный стенд, принцип работы которого заключается в следующем: с задающего генератора переменный сигнал синусоидальной формы подается на катушку механического осциллятора, упругий элемент которого изготовлен в виде тонкой металлической балки. В результате этого корундовый зонд, закрепленный на балке, совершает механические колебания, нанося удары по поверхности исследуемого образца. Амплитуда колебаний балки зависит от величины прикладываемого к катушке переменного напряжения. Звукосниматель измеряет интенсивность поверхностных звуковых волн, вызванных ударами зонда о поверхность образца. Сигналы с генератора и звукоснимателя подаются на двухка-нальный компьютерный осциллограф.

В качестве образцов использовались стеклянные пластины марок С87-2 (плотность р = 3,84 г/см3) и С78-5 (плотность р = 2,56 г/см3) диаметром 24,8 мм и толщиной 0,42 мм. Кроме исходных образцов брались также бо-ратно-бариевые стекла, которые подвергались термическому отжигу при температурах 400 °С и 500 °С в течение 5 часов. Радиус кривизны кончика зонда равнялся приблизительно 50 мкм. Расстояние между зондом и звукоснимателем было фиксировано и составляло 7 мм. Частота возбуждающего сигнала 24 Гц. Виброизоляция и акустическая развязка позволили надежно избавиться от механических шумов в пределах чувствительности звукоснимателя, которая по напряжению была не хуже 10 мкВ.

На рис. 8 а, б показаны измеренные с помощью стенда осциллограммы на неотожженных стеклах С87-2 и С78-5: синусоиды 1 - сигналы, подаваемые на катушку осциллятора; затухающие сигналы 2 — акустические сигналы.

Канал А [мВ] КаналВ (мВ1 Капал А [м8) Канал й (мВ)

(а) (б)

Рис. 8. Осциллограммы сигналов: 1 - возбуждающие сигналы; 2 - акустические сигналы. Рисунки (а) и (б) относятся к исходным образцам стекол С87-2 и С78-5 без термообработки

Можно видеть, что осциллограммы акустических сигналов для исследованных стекол существенно различаются. В моменты времени, соответствующие минимуму и максимуму задающего синусоидального сигнала, происходят смещения балки с зондом. При этом балка с зондом по инерции продолжает совершать затухающие колебания, налетая и отскакивая от исследуемой поверхности с частотой, близкой к собственной частоте. Как продемонстрировали многочисленные эксперименты, степень затухания этих колебаний существенным образом зависит от вязкоупругих свойств стекол. Максимумам акустических сигналов соответствуют удары зонда о поверхность.

Таблица 3

Характеристики стекол С87-2, С78-5

Стекло Обработка Скорость звука, С,, 103, м/с Декремент затухания, £

С87-2 без обработки 1,2 3

С78-5 без обработки 2,1 1,4

отжиг при Т=400 °С в течение 5 ч. 1,6 2

отжиг при Г=500 °С в течение 5 ч. 1,4 2,7

Из проведенных экспериментов следует, что модули упругости для исходных образцов стекол С87-2 и С78-5 без термообработки равны соответственно 13 ГПа и 27 ГПа. Эти значения в 2,5 раза меньше расчетных справочных значений. Это объясняется тем, что на свойства стекол критическое влияние оказывают технологические факторы, связанные с внешними термодинамическими условиями обработки.

Из табл. 3 видно, что в случае боратно-бариевого стекла термический отжиг приводит к заметному снижению поперечной скорости звука, что связано, по нашему мнению, с релаксационными явлениями, например с изменением кластерной структуры стекол при сохранении общей степени кристалличности.

Основные выводы

1. Создана установка для исследования температурной зависимости электропроводности в вакууме 2-Ю"5 тор при температурах до 600 °С. Разработана методика и установка для изучения вязкоупругих свойств (скорость звука, декремент затухания и т.д.) твердых тел зондовым акустическим методом.

2. Температурные зависимости электропроводности стекол С87-2, С78-4, С78-5 имеют излом при температурах 150 - 200 °С. При этой температуре установлено значительное изменение энергии активации проводимости для всех стекол (в высокотемпературной области энергия активации проводимости на два порядка выше, чем в низкотемпературной области).

3. Исследования методами рентгенофазового, атомно-силового и сканирующего электронного микроскопов показали образование и рост нано-размерных кристаллических фаз в объеме аморфной матрицы и на поверхности стекол при различных температурах отжига. Установлена их связь с изменением кинетики электропроводности при изотермическом отжиге.

4. Время стабилизации структурных превращений и электропроводности зависит от температуры изотермического отжига стекол и меняется по экспоненциальному закону в пределах температур от 350 до 500 °С.

5. Для образцов С78-5 отжиг не приводит к значительным изменениям диэлектрической проницаемости по сравнению с исходным состоянием. При этом пропускание тока через образец (3,5х10~4 Кл за все время отжига) приводит к увеличению е на -15 %. Для стекол С87-2 и С78-4 пропускание тока во время отжига также приводит к увеличению е, но на величину -20 % и более. Получены спектры диэлектрической релаксации стекол и определено время релаксации исследуемых стекол (для С87-2 ~10"6с, С75-5 -10~8с).

6. Результаты, полученные разработанным методом для определения вязкоупругих свойств твердых тел, показывают, что, с увеличением температуры изотермического отжига, модуль упругости уменьшается в 1,5 раза.

Основное содержание диссертации опубликовано в работах:

1. Шомахов З.В. Акустическая эмиссия при взаимодействии зонда с поверхностью металлов / С.Ш. Рехвиашвили, A.M. Кармоков // Нано- и микросистемная техника. - 2009. - № 4. - С. - 19-22.

2. Шомахов З.В. Исследование вязкоупругих свойств стекол для микроканальных пластин зондовым акустическим методом / С.Ш. Рехвиашвили, A.M. Кармоков // Инженерная физика. - 2009. - № 11. - С. 31-36.

3. Шомахов З.В. Температурная зависимость и кинетика электропроводности свинцово-силикатного стекла С87-2 / O.A. Молоканов, С.К. Кулов, A.M. Кармоков//Известия КБГУ. -2010. -№1. - С.102 - 108.

4. Шомахов З.В. Расчеты механических свойств стекол для микроканальных пластин по их химическому составу / Т.А. Кармоков // В мире научных открытий. - 2010. - №4 (10). - Ч. 10. - С. 16 - 17.

5. Шомахов З.В. Электропроводность свинцово-силикатного стекла в процессах нагрева и изотермического отжига / O.A. Молоканов, A.M. Кармоков // Нано- и микросистемная техника. - 2011. - №7. - С. — 14 - 17.

6. Шомахов З.В. Электропроводность борато-бариевого стекла в процессе образования и роста нанокристаллов / OA Молоканов, AM. Кармоков, Х.Х. Лосанов, Б.Н. Нагоев//Известия КБГУ.-2011.-T.I.-№3.-С.-102-105.

7. Шомахов З.В. Влияние температуры изотермического отжига на образование нанокристаллов в стекле С78-5 / В.И. Альмяшев, A.M. Кармоков, Р.Ш. Тешев, O.A. Молоканов, Х.Б. Шокаров // Известия КБГУ. - 2011. -T.I. - №4. - С. - 5 - 7.

8. Кармоков A.M., Лосанов Х.Х., Молоканов O.A., Нагоев Б.Н., Шомахов З.В. Электропроводность свинцовосиликатного стекла С87-2 // Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология и фотоэлектроника». - Нальчик. - 2008. - С. 13.

9. Шомахов З.В., Лосанов Х.Х., Савенко В.И., Нагоев Б.Н., Молоканов O.A. Электропроводность и массоперенос в стеклах микроканальных пластин при различных условиях отжига // VIII Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». — Кисловодск — Ставрополь: СевКавГТУ. - 2008. - С. 418—419.

10. Кармоков А.М., Кулов С.К., Макаров E.H., Молоканов O.A., Савенко В.И., Широкова С.П., Шомахов З.В. Электропроводность стекол микроканальных пластин в процессе образования и роста нанокристаллов // IX Международная научная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». - Кисловодск— Ставрополь: СевКавГТУ. -2009.-С. 202.

11. Рехвиашвили С.Ш., Шомахов З.В., Кармоков A.M. Исследование вязко-упругих свойств металлов зондовым акустическим методом // III Международная конференция «Деформация и разрушение материалов и на-номатериалов». - М.: ИМЕТ РАН. - 2009. - С. 256-257.

12. Шомахов З.В., Молоканов O.A., Кулов С.К., Кармоков АА. Изотермы проводимости и массоперенос в стеклах для МКП // П Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология в электронике». -Нальчик. - 2009. - С. 126 - 129.

13. Молоканова О.О., Шомахов З.В. Корреляция фазовых превращений и оптических свойств в стеклах для МКП // П Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология в электронике». -Нальчик. - 2009. - С.68 - 70.

14. Шомахов З.В., Молоканов О.А, Кармоков AM. Электропроводность и электромассоперенос свинцово-силикатного стекла, применяемого в электроно-оптических преобразователях // Ш Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология в электронике». -Нальчик. - 2010. - С.296 - 301.

15. Шомахов З.В., Нагоев Б.Н., Молоканов О.А Электропроводность и массоперенос в стеклах микроканальных пластин при различных условиях отжига // X Юбилейная международная научная конференция «Химия твердого тепа и современные микро- и нанотехнологии». —Ставрополь: СевКавГТУ. - 2010. - С. 418—419.

16. Шомахов З.В., Молоканов О.А, Кармоков AM, Лосанов XX., Нагоев Б.Н. Исследование электропроводности боратно-бариевого стекла в процессе образования и роста нанокристаллов И IV Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология в электронике». -Нальчик. - 2011.-С.95-98.

17. Шомахов З.В. Электропроводность боратно-бариевого стекла в процессе образования и роста нанокристаллов // УШ Российская ежегодная конференция молодых научных сотрудников и аспирантов «Физико-химия и технология неорганических материалов». - М: ИМЕТ РАН - 2011. - С.334.

Подписано в печать 27.04.2012 г. Формат 30 х 42. 1/4. Бумага типографская. Печать офсетная. Усл. печ. л. 5. Заказ №55. Тираж 100 экз.

Отпечатано в соответствии с качеством предоставленных электронных макетов в Издательстве «Полиграфия» 360004, г. Нальчик, ул. Чернышевского, 131

СОДЕРЖАНИЕ.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ АНАЛИЗ ИССЛЕДОВАНИЙ ЭЛЕКТРОФИЗИФЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕКОЛ.

1.1. Структура и строение стекол.

1.2. Физико-химические превращения в стеклах.

1.3. Особенности электропроводности стекол.

Выводы к главе 1.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СТЕКОЛ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

2.1. Образцы для исследования.

2.2. Экспериментальная установка и методика измерения проводимости на постоянном токе.

2.3. Температурная зависимость электропроводности на постоянном токе

2.3.1. Электропроводность свинцово-силикатного стекла С87-2.

2.3.2. Электропроводность свинцово-силикатного стекла С78-4.

2.3.3. Электропроводность боратно-бариевого стекла С78-5.

2.4. Кинетические зависимости электропроводности.

2.5. Корреляция электропроводности и кинетика фазового. превращения в стеклах.

2.6. Измерения диэлектрических свойств стекол на переменном токе.

2.6.1. Влияние термодинамических параметров обработки на диэлектрическую проницаемость стекол.

2.6.2. Особенности спектроскопии адмиттанса стекол.

Выводы ко 2 главе.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРНЫХ СВОЙСТВ СТЕКОЛ И

ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.

3.1. Рентгенофазовые исследования.

3.1.1. Аппаратура и методика исследования.

3.1.2. Кристаллофазы в стеклах после различных термообработок.

3.2. Методика и оборудование для SEM/EDX эксперимента и результаты исследования.

3.3. Нанорельеф поверхности стекол.

3.3.2. Свинцово-силикатное стекло С87-2.

3.3.3. Боратно-бариевое стекло С78-5.

3.3.4. Свинцово-силикатное стекло С78-4.

3.3.5. Сравнение параметров шероховатости стекол различных марок.

3.4. Экспериментальная установка и методика измерения вязкоупругих свойств стекол.

Выводы к 3 главе.

ВЫВОДЫ.

Актуальность темы

Процессы фазового разделения и кристаллизации лежат в основе получения разнообразных стеклокристаллических материалов, в том числе стекол, содержащих нанокристаллы. В зависимости от выбранной системы различные стадии этих процессов могут существенно влиять на структуру образцов и их физико-химические свойства. Несмотря на существование теоретических представлений об указанных процессах, для каждого конкретного материала требуется детальное экспериментальное исследование кинетики структурных превращений и особенностей структуры, образующейся в результате протекания процессов фазового разделения.

Процессы, происходящие в стеклах, такие как фазовые превращения, сопровождающиеся образованием и ростом новых наноразмерных кристаллических фаз, играют важную роль при создании технологических процессов изготовления микроканальных пластин.

Микроканальные пластины (МКП) - класс изделий электронной техники, предназначенных для работы в вакууме в качестве многоканальных детекторов, преобразователей и вторично-электронных усилителей пространственно-организованных потоков заряженных частиц и излучений. Благодаря ряду уникальных свойств МКП находят применение в различных областях науки и техники, прежде всего как усилители электронных изображений в электронно-оптических преобразователях, предназначенных для приборов ночного видения.

Из сказанного следует, что электрофизические и эксплуатационные характеристики электронно-оптических преобразователей определяются главным образом физико-химическими свойствами стекол, используемых в МКП (свинцово-силикатные стекла) и для МКП (боратно-бариевые стекла).

В связи с этим исследования процессов фазообразования, кинетики роста новых фаз и их влияния на электрофизические и механические свойства стекол являются важными для совершенствования существующих и создания новых технологических процессов производства изделий электронной техники.

Цель настоящей работы заключается в установлении закономерностей изменения электрофизических и вязкоупругих свойств стекол, используемых в электронной технике, и их связи с фазообразованием и кинетикой роста новых фаз.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Разработка методик и создание установок для исследования температурной зависимости электропроводности, а также вязкоупругих свойств стекол.

2. Исследование температурной зависимости электропроводности стекол С87-2, С78-4, С78-5.

3. Изучение влияния структурных и фазовых превращений в объеме и на поверхности стекол на электропроводность при изотермическом отжиге.

4. Исследование диэлектрических свойств стекол на переменном токе.

5. Исследование вязкоупругих свойств стекол.

Научная новизна полученных результатов

1. Получены новые экспериментальные результаты по температурной зависимости электропроводности и особенности изменения энергии активации проводимости в стеклах С87-2, С78-4, С78-5.

2. Установлены новые закономерности кинетики электропроводности при изотермическом отжиге и связанные с ними структурные и фазовые изменения в объеме и на поверхности стекол.

3. Установлено уменьшение энергии активации электропроводности исследуемых образцов при высокотемпературном отжиге.

4. Разработана новая методика измерения вязкоупругих свойств, основанная на исследовании акустической эмиссии при ударе микрозонда о поверхность твердых материалов, и создана экспериментальная установка для ее реализации.

Практическая ценность результатов

Экспериментальные результаты исследования электропроводности, структурных и фазовых превращений в объеме и на поверхности стекол выполнены в рамках хоздоговорных работ с Владикавказским технологическим центром БАСПИК и включены в научно-технические отчеты, представленные заказчику.

Экспериментальные установки, созданные автором, используются в учебной лаборатории «Физическая химия материалов и изделий электронной техники» при выполнении курсовых и выпускных квалификационных работ студентами факультета микроэлектроники и компьютерных технологий Кабардино-Балкарского государственного университета.

Основные положения, выносимые на защиту

1. Результаты по температурной зависимости электропроводности стекол С87-2, С78-4, С78-5.

2. Кинетические зависимости роста нанокристаллической фазы на поверхности и в объеме стекол и связанные с ними проводимости.

3. Зависимость энергии активации проводимости от температуры и времени изотермического отжига.

4. Результаты по диэлектрическим свойствам стекол на переменном токе.

5. Оригинальная методика и установка для определения вязкоупругих свойств твердых тел зондовым акустическим методом.

Достоверность основных результатов

Научные положения, результаты экспериментальных исследований, выводы по диссертации обоснованы и получены с использованием современных методов. Достоверность научных положений подтверждена системным подходом к исследованиям, применением аттестованных измерительных средств, анализом погрешности опытов, воспроизведением экспериментов и сопоставлением полученных результатов с независимыми данными других исследователей. Рентгеноструктурные и рентгенофазовые анализы проводились на установках ЦКП «Рентгеновская диагностика материалов» (КБГУ). Результаты SEM/EDX получены на установке Hitachi S-570 с системой элементного анализа Quantax 200 (СПбГЭТУ «ЛЭТИ»),

Личный вклад автора

Цель и задачи диссертации были сформулированы и поставлены научным руководителем, доктором физико-математических наук, профессором A.M. Кармоковым, который принимал участие в обсуждении результатов работы. Экспериментальные измерения, научные положения и научные выводы сделаны самостоятельно диссертантом. Соавторы статей принимали участие в обсуждении полученных результатов.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались и обсуждались на следующих конференциях: VII Всероссийской конференции молодых ученых «Наука XXI веку», Майкоп, 2005; Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива 2007», Нальчик, 2007; I Всероссийской научно-технической конференции «Наноструктуры в полимерах и полимерные нанокомпозиты», Нальчик, 2007; Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии и фотоэлектроника», Нальчик, 2008; VIII Международной научной конференции «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии», Кисловодск, 2008;

Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии в электронике», Нальчик, 2009; IX Международной научной конференции «Химия твердого тела: монокристаллы, наноматериалы, нанотехнологии», Кисловодск, 2009; III Международной конференции «Деформация и разрушение материалов и наноматериалов», Москва, 2009; Международном конгрессе студентов, аспирантов и молодых ученых «Перспектива 2010», Нальчик, 2010; III Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии в электронике», Нальчик, 2010; X Юбилейной международной научной конференции «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии», Ставрополь, 2010; IV Международной научно-технической конференции «Микро- и нанотехнологии в электронике», Нальчик, 2011; VIII Российской ежегодной конференции молодых научных сотрудников и аспирантов «Физикохимия и технология неорганических материалов», Москва, ИМЕТ РАН, 2011.

Публикации

По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 4 статьи в журналах, рекомендованных ВАК РФ для публикации результатов кандидатских и докторских диссертаций.

Объем и структура диссертации

Диссертационная работа изложена на 131 странице, содержит 81 рисунок и 14 таблиц, состоит из введения, трех глав, выводов и списка литературы из 132 наименований.

ВЫВОДЫ

1. Создана установка для исследования температурной зависимости электропроводности в вакууме 2-10"5 тор при температурах до 600 °С. Разработаны методика и установка для изучения вязкоупругих свойств (скорость звука, декремент затухания и т.д.) твердых тел зондовым акустическим методом.

2. Температурные зависимости электропроводности стекол С87-2, С78-4, С78-5 имеют излом при температурах 150-200 °С. При этой температуре установлено значительное изменение энергии активации проводимости для всех стекол (в высокотемпературной области энергия активации проводимости на два порядка выше, чем в низкотемпературной области).

3. Исследования методами рентгенофазового, атомно-силового и сканирующего электронного микроскопов показали образование и рост наноразмерных кристаллических фаз в объеме аморфной матрицы и на поверхности стекол при различных температурах отжига. Установлена их связь с изменением кинетики электропроводности при изотермическом отжиге.

4. Время стабилизации структурных превращений и электропроводности зависит от температуры изотермического отжига стекол и меняется по экспоненциальному закону в пределах температур от 350 до 500 °С.

5.Для образцов С78-5 отжиг не приводит к значительным изменениям диэлектрической проницаемости по сравнению с исходным состоянием. При этом пропускание тока через образец (3,5х10~4Кл за все время отжига) приводит к увеличению е на -15 %. Для стекол С87-2 и С78-4 пропускание тока во время отжига также приводит к увеличению £, но на величину -20 % и более. Получены спектры диэлектрической релаксации стекол и определено

6 8 время релаксации исследуемых стекол (для С87-2 -10" с, С75-5 -10" с).

6. Результаты, полученные разработанным методом для определения вязкоупругих свойств твердых тел, показывают, что с увеличением температуры изотермического отжига, модуль упругости уменьшается в 1,5 раза.

1. Шульц М.М., Мазурин О.В. Современные представления о строении стекол и их свойствах. Д.: Наука, 1988.-201 с.

2. Шелби Дж. Структура, свойства и технология стекла. М.: Мир, 2006. - 288 с.

3. Zachariasen W.H. The atomic arrangement in glass // Journal American Chemical Society. 1932. - V. 54, №10. - P. 3941-3951.

4. Роусон Г. Неорганические стеклообразующие системы. M.: Мир, 1970. - 312 с.

5. Кобеко П.П. Аморфные вещества. М.: Изд-во АН СССР, 1952. - 204 с.

6. Фрёлих Г. Теория диэлектриков. М: Изд-во иностранной литературы, 1960.-251 с.

7. Торопов H.A., Барзаковский В.П., Лапин В.В., Курцева H.H. Диаграммы состояния силикатных систем: справочник. Выпуск первый. Л.: Наука, 1969.-514 с.

8. Кулов С.К. Микроканальные пластины. Владикавказ: СевероКавказский технологический университет, 2001. - 86 с.

9. Евстропьев К.С., Торопов H.A. Химия кремния и физическая химия силикатов. М.: Гос. изд-во литературы по строительным материалам, 1956.- 152 с.

10. Варгин В.В., Евстропьев К.С., Кракау К.А.и др. Физико-химические свойства стекол и их зависимость от состава // под ред. В.Г. Воано. М.-Л.: Гизлегпром, 1937. - 199 с.

11. Мазурин О.В., Стрельцина М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Стеклообразный кремнезем и двухкомпонентные силикатные системы: справочник. Л.: Наука, 1973. - 272 с.

12. Аппен A.A. Химия стекла. Л.: Химия, 1970. - 353 с.

13. Shelby J.E. Glastechn. Ber. 1983. - V 56, № 13. - P. 1057-1062.

14. Taigo Takashi, Masahide Takahashi, Jisun Jin et al. // J. Ceram. Soc. 2005. - V. 88, №6.-P. 1591-1596.

15. Fayon F, Landron С., Sacurai К. et al. // J. Non-Cryst. Solids. 1999. - V. 243, № 1 P. 39^14.

16. Канунникова О.М., Гончаров О.Ю. Рентгеноэлектронный анализ строения свинцово-силикатных стекол // Журнал прикладной спектроскопии. 2009. -Т. 76, №2,-С. 209-217.

17. Канунникова О. М. Атомное строение и физико-химические превращения в тонких слоях свинцово-силикатных стекол при внешних воздействиях: автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук. Ижевск, 2008. - С. 35.

18. Александров А.П., Журков С.Н. Явление хрупкого разрыва. M.-JL: ГТТИ, 1933.- 120 с.

19. Пух В.П., Байкова Л.Г., Киреенко М.Ф., Тихонова JI.B., Казанникова Т.П., Синани А.Б. Атомная структура и прочность неорганических стекол // Физика твердого тела 2005. - Т. 47, В. 5. - С. 850-855.

20. Либау Ф. Структурная химия силикатов. М.: Мир, 1988. - 207 с.

21. Jones F.L., Kreidl N.J. Optical properties and the constitution of glass // J. Soc. Glass Technology. 1949. -V. 33, № 153. - P. 239-254.

22. Мидлер M., Крайдл H. Свинцовосиликатные стекла. В кн. Стеклообразное состояние. Тр. V Всес. совещ. - Л, 1971. - С. 139-144.

23. Машков В.А. Модель эффективных координационных состояний для свинцовосиликатных стекол // Физика и химия стекла. 1980. - Т. 6, № 3, С. 270-276.

24. Физико-химические свойства и структура неорганических стекол. Под. ред. А.Г. Власова, В.А. Флоринской. Л.: Химия, 1974. - 360 с.

25. Алехин В.П., Хоник В.А. Структура и закономерности деформации аморфных сплавов. -М.: Металлургия, 1992. -248 с.

26. Фельц А. Аморфные и стеклообразные неорганические твердые тела. -М.: Мир, 1986.-556 с.

27. Khonik V.A. Internal friction of metallic glasses: mechanisms and conditions of their realization // Journal de Physique IV. 1996. - V. 6. - P. C8-591-C8-600.

28. Хоник В.А. Стекла: структура и структурные превращения // Соровский образовательный журнал. -2001. Т.7, №3. С. 95-102

29. Jansson К., Nygren M. Crystallization behaviour of amorphous Zr.xCox alloys with 0.20 < x < 0.41 // Materials Res. Bull. 1984. - V. 19, № 8. - P. 1091-1104.

30. Воронько Ю.К., Галактионов С.С., Дмитрук JT.H., Петрова О.Б., Попов A.B., Ушаков С.Н., Шукшин В.Е. Спектроскопические исследования стекол на основе боратов редкоземельных элементов // Физика и химия стекла.-Т. 32, №1. -2006. -С. 3-11.

31. Глезер A.M. Аморфные и нанокристаллические структуры: сходства, различия, взаимные переходы // Рос. хим. журнал. 2002. - Т. 46, № 5. - С. 57-63.

32. Кулов С.К., Кармоков A.M., Молоканов O.A. Наноразмерные неоднородности на поверхности свинцово-силикатного стекла для МКП // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2009. - Т. 73, № 11.-С. 1649-1651.

33. Дмитрук JT.H., Петрова О.Б., Попов A.B., Шукшин В.Е. Синтез и исследование прозрачной стеклокерамики на основе боратов РЗЭ // Труды института общей физики им. A.M. Прохорова. 2008. - Т.64. - С. 49-65.

34. Павлушкин Н.М. Стекло: справочник. -М.: Стройиздат. 1973. -488 с.

35. Немилов C.B. Оптическое материаловедение: физическая химия стекла. Учебное пособие. СПб: СПбГУ ИТМО, 2009. 113 с.

36. Тамман Г. Стеклообразное состояние. М.: Госхимиздат, 1935. - 150 с.

37. Мюллер P.JI. Электропроводность стеклообразных веществ. JT.: Изд. ЛГУ, 1968.-251 с.

38. Анисимов М.П. Нуклеация: теория и эксперимент // Успехи химии. -2003. Т. 72, №7. - С. 664-705.

39. Гапоненко C.B. Оптические процессы в полупроводниковых нанокристаллитах (квантовых точках) // Физика и техника полупроводников. 1996. Т. 30, №4. - С. 577-619.

40. Валов П.М., Лейман В.И. Размерные эффекты в энергии экситонов и фазовых переходах первого рода в нанокриталлах CuCl в стекле // Физика твердого тела. 1999. - Т. 41, В. 2. - С. 310-318.

41. Валов П.М., Лейман В.И., Семенов К.С. Начальные стадии зарождения и свойства наночастиц CuCl в стекле // Физика твердого тела. 2001. Т. 43, В. 9.-С. 1698-1701.

42. Валов П.М., Лейман В.И. Стадия формирования и роста зародышей фазы CuCl в стекле // Физика твердого тела. 2005. - Т. 47, В. 11. - С. 2060-2065.

43. Валов П.М., Лейман В.И., Максимов В.М., Деркачева О.Ю. Кинетика нуклеации в твердом растворе CuCl в стекле: расчет и сравнение с экспериментом // Физика твердого тела. 2011. - Т. 53, В. 3. - С. 446^451.

44. Зельдович Я.Б. К теории образования новой фазы // ЖЭТФ. 1942. -Т. 12, № 11-12.-С.525-538.

45. Алексеева И.П., Атонен О.В., Голубков В.В., Онущенко A.A., Раабен Э.Л. Кинетические закономерности выделения нанокристаллов PbS в натриевоцинковосиликатном стекле // Физика и химия стекла. -2007.-Т. 33, №1.-С. 3-11.

46. Бокин П.Я. Механические свойства силикатных стекол. Л.: Наука. 1970.-180 с.

47. Кобелев Н.П., Колыванов Е.Л., Хоник В.А. Температурные зависимости низкочастотного внутреннего трения и модуля сдвига в объемном аморфном сплаве // Физика твердого тела. 2003. - Т 45, В. 12. - С. 2124-2130.

48. Абросимова Г.Е., Кобелев Н.П., Колыванов Е.Л., Хоник В.А. Влияние температурной обработки на скорость звука и упругие модули в объемном металлическом стекле Zr—Cu-Ni—AI—'Ti // Физика твердого тела. -2004. -Т46, В. 10.-С. 1797-1800.

49. Аппен A.A., Козловская Е.И., Гань Фу-си. Исследование упругих и акустических свойств силикатных стекол // Журнал прикладной химии. -1961. -Т. 34, В.5. С. 975-981.

50. Абросимова Г.Е., Кобелев Н.П., Колыванов Е.Л., Хоник В.А. Влияние температурной обработки на скорость звука и упругие модули вобъемном металлическом стекле Zr-Cu-Ni-Al-Ti // Физика твердого тела. 2004. - Т. 46, В. 10.-С. 1797-1800.

51. Френкель Я.И. Теория твердых и жидких тел. M.-JL: Гос. техн.-теорет. изд-во, 1934.-121 с.

52. W. Jost. J. Diffusion and electrolytic conduction in crystals // J.Chem. Phys. -1933.-V. 1, N 7. -P. 466-475.

53. Сканави Г.И. Физика диэлектриков. М.-Л.: Гос. техн.-теорет. изд-во, 1949.-500 с.

54. Немилов С.В. Оптическое материаловедение: оптические стекла: учебное пособие, курс лекций. СПб: СПбГУ ИТМО, 2011. - 175 с.

55. Мюллер Р.Л. Химия твердого тела и стеклообразное состояние. В кн.: Химия твердого тела. Л.: ЛГУ, 1965. - С. 9-63.

56. Мазурин О.В. Электрические свойства стекла. Л.: Изд. ЛТИ им. Ленсовета, 1962. 161 с.

57. Стевелс Дж. Электрические свойства стекла. М.: Изд. иностранной литературы, 1961. - 93 с.

58. Френкель Я.И. Электрические колебания в дисперсных системах П Коллоидный журнал. 1948. - Т.10, №2. - С. 148.

59. Вест А. Химия твердого тела. 4.2. -М.: Мир, 1988. 336 с.

60. Евстропьева К.С. Электрические свойства и строение стекла. -М.-Л.: Химия, 1964.- 178 с.

61. Самотейкин В.В., Гладушко O.A. Учет структурных особенностей в модели электропроводности и диффузии в стеклах Imp: // и уууу . gl а/ ina.ru /'at 1007 3 .shtml.

62. Мюллер Р.Л., Щукарев С.А. Исследование электропроводности стёкол систем B203-Na20 // ЖФХ. 1930. Т. 1. - С. 625-631.

63. Соколов И.А., Мурин И.В., Крийт В.Е., Гальперина А.Я. Температурно-концентрационная зависимость электрической проводимости калиево-фосфатных стекол // Вестник СПбГУ. 2010. - Сер. 4, В. 3, - С. 90-96.

64. Мазурин О.В., Стрельцина М.В., Швайко-Швайковская Т.П. Свойства стёкол и стеклообразующих расплавов. Однокомпонентные и двухкомпонентные окисные несиликатные системы: справочник. JL: Наука, 1975.-Т.2.-632 с.

65. Нараев В.Н., Пронкин A.A., Соколов И.А., Нараев A.B. Протонная проводимость в силикатных стеклах // Известия Санкт-Петербургского государственного технологического института (технического университета). 2007. №2(28). - С. 33- 37.

66. Павлова Т.А. Исследование характера электропроводности некоторых бесщелочных стёкол // Изв. вузов. Химия и химическая технология. -1958.-Хо 5.-С. 82-89.

67. Гречаник JT.A. Электропроводность натриево-свинцово-силикатных стёкол, содержащих окись железа // Физика твердого тела. 1962. - Т.4, № 2. - С.454^157.

68. Соколов И.А., Мурин И.В., Пронкин A.A. Природа носителей тока и их числа переноса в стеклах системы Ag20-B203 // Физика и химия стекла. 2006. - Т.32, №1. - С. 90 - 99.

69. Горбулин А.Г., Кулов С.К., Молоканов O.A., Кармоков A.M. Электропроводность стекол для микроканальных пластин // II Международный семинар «Теплофизические свойства веществ». -Нальчик. 2006. - С 38^40.

70. Шугушхов A.A., Молоканов O.A., Кулов С.К., Кармоков A.M. Электропроводность и электромассоперенос в стеклах МКП // VII Международная конференция «Химия твердого тела и современные микро- и нанотехнологии». Ставрополь - Кисловодск, 2007. - С. 510.

71. Хатухов A.A., Ашхотов О.Г. Влияние внешних факторов на резистивные свойства микроканальных пластин // Вакуумная электроника на Северном Кавказе: Тез. докл. региональной конф. Нальчик, 2001. - С. 40.

72. Хатухов A.A., Макаров E.H., Ашхотов О.Г. Влияние отжига ОВЗ на внешний вид и параметры МКП // Приборы и техника ночного видения: тез. докл. российской конф. Нальчик, 2002. - С. 61.

73. Хатухов A.A., Ашхотов О.Г. Резистивные характеристики базовых стекол МКП и их одиночных каналов // Микроканальные пластины. -Владикавказ, 2002. С. 256-262.

74. Хатухов A.A., Ашхотов О.Г. Резистивные характеристики пограничных и внутренних каналов микроканальных сот МКП 18-10 // Электронный журнал «Исследовано в России». 2003. - №24. - С. 245-259. http :///humal.аре. rciarn .ru/artic les/2003/024,pd Г.

75. Хатухов A.A., Ашхотов О.Г. Измерение сопротивления каналов микроканальных пластин с минимизацией токов утечки // Прикладная физика. 2003. - №4. - С. 123-125.

76. Хатухов A.A., Ашхотов О.Г., Бояджиди В.Ю. и др. Влияние технохимической обработки одножильных стеклянных стержней на электрическое сопротивление // Известия вузов. Северо-Кавказский регион. 2003. - №4. - С. 41-43.

77. Иоффе А.Ф. Физика кристаллов. М., 1929. - 100 с.

78. Шомахов З.В., Молоканов O.A., Кулов С.К., Кармоков A.A. Изотермы проводимости и массоперенос в стеклах для МКП // II Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология в электронике». Нальчик. - 2009. - С. 126-129.

79. Шомахов З.В., Молоканов O.A., Кулов С.К., Кармоков A.A. Исследование проводимости стекол, применяемых при изготовлении МКП // II Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология в электронике». Нальчик, 2009. - С. 130-132.

80. Шомахов З.В., Молоканов O.A., Кулов С.К., Кармоков A.A. Температурная зависимость и кинетика электропроводности свинцово-силикатного стекла С87-2 // Известия КБГУ. 2010. - №1. - С. 102-108.

81. Кармоков A.M., Лосанов Х.Х., Молоканов O.A., Нагоев Б.Н., Шомахов З.В. Электропроводность свинцовосиликатного стекла С87-2 // Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология и фотоэлектроника». Нальчик, 2008. - С. 13.

82. Андреев Н.С., Мазурин О.В., Порай-Кошиц Е.А. Явление ликвации в стеклах / под ред. М.М. Шульца. JL: Наука, 1974. - 220 с.

83. McMillan P. W. Glass-ceramics. London: UK, Academic Press, 1979.

84. Слезов В.В., Сагалович В.В. Диффузионный распад твердых растворов // УФН. 1987.-Т. 151, № 1.- С. 67-104.

85. Алексеева И.П., Атонен О.В., Голубков В.В., Онущенко А.А., Раабен Э.Л. Кинетические закономерности выделения нанокристаллов PbS в натриевоцинковосиликатном стекле // Физика и химия стекла. -2007.-Т. 33, № 1,-С. 3-11.

86. Anderson O.L. and Stuart D.A. Calculation of Activation Energy of Ionic Conductivity in Silica Glasses by Classical Methods // Journal of The American Ceramic Society. Anderson and Stuart. - December 1954. - V. 37, -№. 12.-P. 573-580.

87. Кулов С.К., Кармоков A.M., Молоканов О.А. Наноразмерные неоднородности на поверхности свинцово-силикатного стекла для МКП // Известия Российской академии наук. Серия физическая. 2009. - Т. 73, № 11.-С. 1649-1651.

88. Свергун Д.И., Фейгин Л.А. Рентгеновское и нейтронное малоугловое рассеяния. М.: Наука, 1986. 279 е.; Филиппович В.Н. К теории рассеяния рентгеновских лучей под малыми углами // ЖТФ. 1956. - Т. 26, № 2. -С. 398-416.

89. Шомахов З.В., Молоканов O.A., Кармоков A.M. Электропроводность свинцово-силикатното стекла в процессах нагрева и изотермического отжига // Нано- и микросистемная техника. 2011. - №7. - С. 14-17.

90. Сканави Г.И. Диэлектрическая поляризация и потери в стеклах и керамических материалах с высокой диэлектрической проницаемостью. JL: Госэнергоиздат, 1952. 175 с.

91. Иванов-Шиц А.К., Мурин И.В. Ионика твердого тела. Т.1. СПб: СПбГУ, 2000.-617 с.

92. Грачева И.Е., Максимов А.И., Мошников В.А., Плех М.Е. Автоматизированная установка для газочувствительности сенсоров на основе полупроводниковых нанокомпозитов // Приборы и техника эксперимента. 2008. - №3. - С. 143-146.

93. Блайт Э.Р., Блур Д. Электричекие свойства полимеров. М.: Физматлит, 2008.-376 с.

94. Дифрактометр рентгеновский ДРОН-6. Руководство по эксплуатации Я61.210.074 РЭ. СПб.: Научно-производственное предприятие Буревестник, 2002. - 56 с.

95. Молоканова О.О., Шомахов З.В. Корреляция фазовых превращений и оптических свойств в стеклах для МКП // II Международная научно-техническая конференция «Микро- и нанотехнология в электронике». -Нальчик, 2009. С. 68-70.

96. Шомахов З.В., Молоканов O.A., Кармоков A.M., Лосанов Х.Х., Нагоев Б.Н. Электропроводность боратно-бариевого стекла в процессе образования и роста нанокристаллов // Известия КБГУ. 2011. - T.I. - №3. - С. 102-105.

97. Шомахов З.В., Альмяшев В.И., Кармоков A.M., Тешев Р.Ш., Молоканов O.A., Шокаров Х.Б. Влияние температуры изотермического отжига на образование нанокристаллов в стекле С78-5 // Известия КБГУ. 2011. -T.I. - №4. - С. 5-7.

98. Канашевич Г.В. Применение АСМ в исследовании поверхностей и функциональных слоев в оптических материалах, полученных методомэлектронной микрообработки // БЕЛСЗМ-6. Минск 12-15 октября 2004. С. 42^14.

99. Канунникова О.М. Методика анализа строения тонких силикатных пленок. // Электронный научный журнал «Исследовано в России» 2156 http://zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2006/225.pdf.

100. Стогний И.А., Новицкий О.М., Стукалов О.М. Ионно-лучевое полирование наноразмерного рельефа поверхности оптических материалов // Письма в ЖЭТФ. 2002. - Т. 28, В. 1. - С. 39^18.

101. Нефедов Д.В., Яфаров Р.К. Миграционное заращивание рельефа поверхности при формировании нанокристаллов с использованием СВЧ газового разряда низкого давления // Письма в ЖЭТФ. 2007. - Т. 33, В. 21.-С. 78-84.

102. ПО.Малков A.A., Соснов Е.А., Малыгин A.A., Куликов H.A., Брусиловский Г. Л., Калиникос Е. Г. Влияние титаноксидных нанопокрытий на качество поверхности стеклянных изделий электронной техники. // Физика и химия стекла. 2006. - Т. 32, № 1. - С. 1-12.

103. Руководство пользователя Solver PRO. М: ЗАО «НТ-МДТ», 2005. - 144 с.

104. Красильников В.А. Звуковые и ультразвуковые волны в воздухе, воде и твердых телах. М.: Физмагиз, 1960. - 560 с.

105. Труэлл Р., Эльбаум Ч., Чик Б. Ультразвуковые методы в физике твердого тела. М.: Мир, 1972. - 308 с.

106. Грешников В.А., Дработ Ю.Б. Акустическая эмиссия. Применение для испытаний материалов и изделий. М.: Стандартиздат, 1976. - 272 с.

107. Kolosov О., Yamanaka К. Nonlinear detection of ultrasonic in an atomic force microscope // Jap. J. Appl. Phys. 1993. - Pt. 2. - V. 32. - N. 8A. - P. 1095-1098.

108. Rabe U., Arnold W. Acoustic microscopy by atomic force microscopy // Appl. Phys. Lett. 1994.-V. 64.-N. 12.-P. 1493-1495.

109. Rabe U., Dvorak M., Arnold W. The atomic force microscope as a near-field probe for ultrasound // Thin Solid Films. 1995. - V. 264. -N. 2. - P. 165-168.

110. Efimov A.E., Saunin S.A. Atomic force acoustic microscopy as a tool for polymer elasticity analysis // Proc. Of the All-Russia Conference «Scanning probe microscopy-2002». N. Novgorod: IPM RAS, 2002. - P. 79-81.

111. Батог Г.С., Батурин А.С., Бормашов B.C., Шешин Е.П. Расчет толщин и упругих свойств тонкопленочных покрытий на основании данных атомно-силовой акустической микроскопии // ЖТФ. 2006. - Т. 76, № 8. С.123-128.

112. Efimov А.Е., Saunin S.A. Atomic force acoustic microscopy as a tool for polymer elasticity analysis // Proc. Of the All-Russia Conference «Scanning probe microscopy-2002». N. Novgorod: IPM RAS, 2002. - P. 79-81.

113. Рехвиашвили С.Ш. Дислокационный механизм трения в наноконтактах // ЖТФ. -2002. -Т. 72, № 2. С. 140-142.

114. Рехвиашвили С.Ш., Шомахов З.В., Кармоков A.M. Акустическая эмиссия при взаимодействии зонда с поверхностью металлов // Нано- и микросистемная техника. 2009. - № 4. - С. 19-22.

115. Викторов И.А. Звуковые поверхностные волны в твердых телах. М.: Наука, 1981.-286 с.

116. Бабичев А.П., Бабушкина H.A., Братковский A.M. и др. / Физические величины: справочник / под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова М.: Энергоатомиздат, 1991. - 1232 с.

117. Рехвиашвили С.Ш., Шомахов З.В., Кармоков A.M. Исследование вязкоупругих свойств стекол для микроканальных пластин зондовым акустическим методом // Инженерная физика. 2009. - № 11.-С. 31-36.

118. Справочник по производству стекла. Т.1. / под ред. И.И. Китайгородского, С.И Сильвестровича. М.: Госстройиздат, 1963. - С.132-135.

119. Сандитов Д.С., Мантатов В.В., Сандитов Б.Д. Коэффициент Пуассона и пластичность стекол // ЖТФ. 2009. - Т.79, №4. - С. 150-152.

120. Справочник по производству стекла. Т. 1. Под ред. Китайгородского И.И., Сильвестровича С.И. -М.: Госстройиздат, 1963. С. 132-135.

121. Кармоков Т.А., Шомахов З.В. Расчеты механических свойств стекол для микроканальных пластин по их химическому составу // В мире научных открытий. -2010. -№4(10). -Ч. 10. С. 16-17.