Сборник тезисов 9-ой Международной научной конференции «современные достижения физики и фундаментальное физическое образование»

9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері  
Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 
жəне іргелі физикалық білім беру» 
______________________________________________________________________________________________________ 
 
239 
Из рисунка 1 видно, что основной G пик [1] сохраняет свое положение на частоте 1545 
см
-1
 независимо от удельной мощности разряда в интервале от 2,0 до 2,5 Вт/см
2
. Такое поло-
жение G пика  свидетельствует  о  формировании sp
3
  гибридизированных  связей  в  структуре 
углеродной пленки. Также следует отметить существенное изменение интенсивности G по-
лосы (I
G
) с увеличением P
d
 - кривая 1 (1 при 
= 0,0 ат. %). Увеличение I
G
 скорее связано с 
увеличением  толщины  а-С  пленки.  Кроме  этого,  влияние  на  I
G
  оказывают  и  наночастицы 
олова[2]. При 
< 1 ат. % - I
G
 существенно увеличивается. При 
> 2 ат. % в а-С плен-
ках  наблюдается  уменьшение  интенсивности  Gпика  с  увеличением  P
d
  плазменного  разря-
да.Олово,  определенным  образом  структурированное  на  поверхности  наночастицы,  может 
влиять на структуру матрицы углеродной пленки, что и приводит к изменению I
G
. 
Особое внимание обращает на себя изменение наклона рамановского спектра в высоко-
частотной  области,  который  характеризует  эффект  фотолюминесценции  (ФЛ).  Появление 
кривой ФЛ в первую очередь зависит от концентрации олова в а-С пленках. Наиболее силь-
ное изменение ФЛ наблюдается при концентрации олова более 2 ат.% (рис. 1а). Увеличение 
P
d
 приводит к существенному уменьшению фотолюминесценции и как видно из рисунка из-
менение  P
d
  на 0,25 Вт/см
2
уменьшаетболее  чем  на  порядокинтенсивность  ФЛ.  Если  наноча-
стица олова в углеродной матрице сформирована в структуру 
 модификации (алмазная фаза 
состояния  олова),  то  это  может  привести  к  формированию  вокруг  частицы 
-Sn  алмазопо-
добной фазы углеродной пленки. Увеличение аморфной фазы из sp
3
 узлов приводит к изме-
нению  плотности  внутризонных  локализованных  состояний,  которые  формируются 
  элек-
тронами sp
2
узлов. Таким образом, можно заключить, что наночастицы олова влияют на фор-
мирование  структуры  и  как  следствие  на  плотность  внутризонных  локализованных  состоя-
ний. Такое влияние приводит к появлению ФЛ. Кроме этого нужно отметить, что дальней-
шее увеличение концентрации олова и удельной мощности плазменного разряда приводит к 
уменьшению ФЛ. Увеличение концентрации олова и размеров наночастиц Sn может приво-
дить к влиянию электронной плотности наночастиц Sn на плотность внутризонных локали-
зованных состояний и формирование краев валентной зоны и зоны проводимости. 
Увеличение удельной мощности разряда приводит не только к увеличению скорости 
распыления комбинированной мишени, но и к увеличению средней энергии конденсируемых 
атомов и молекул углерода. При значениях P
d
>2,2 Вт/см
2
 возможно создаются особые усло-
виях  синтеза  для  формирования sp
2
  узлов  и  соответственно  увеличении 
  электронов.  Как 
видно из рисунка 1 небольшое изменение удельной мощности наиболее существенно влияет 
на уменьшение ФЛ связанное с формированием sp
2
 узлов в углеродной пленке, нежели влия-
ние  поверхностного  потенциала  наночастицы  олова  на  формирование sp
3
узлов.  Т.е.  умень-
шение ФЛ связано с увеличением плотности разрешенных 
 состояний внутри запрещенной 
зоны и вблизи уровня Ферми. 
 
1.  A.C. Ferrari and J. Robertson: Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous 
carbon. Phys. Rev. B 61(20), 14095 (2000). 
2.  А.П.  Рягузов,  Р.Р.  Немкаева,  Р.К.  Алиаскаров,  Н.Р.  Гусейнов  Влияние  наночастиц 
олова на структуру и свойства аморфных углеродных пленок. Сб. трудов X Международной 
конференции  «Аморфные  и  микрокристаллические  полупроводники»,  Санкт-Петербург, 
Россия, 4-7 июля 2016, с.36. 
 
 
 

9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері  
Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 
жəне іргелі физикалық білім беру» 
______________________________________________________________________________________________________ 
 
240 
 
СВОЙСТВА КОМПОЗИТА С РАЗЛИЧНЫМ СОДЕРЖАНИЕМ НАНОПОРОШКА 
ПОЛИТЕТРАФТОРЭТИЛЕНА, ОБЛУЧЕННОГО ЭЛЕКТРОНАМИ 
 
К.Б. Тлебаев
1
, А.И. Купчишин
1,2 
 
1
КазНУим. аль-Фараби, 
2
КазНПУ им.Абая, Алматы, Казахстан  
 
Получен  полимерный  композитный  материал  (ПКМ)  на  основе  эпоксидной  смолы,  напол-
ненный наночастицами ПТФЭ различной концентрации. Исследовано влияние электронного 
облучения  на  структуру  ПКМ  методами  просвечивающей  электронной  и  атомно-силовой 
микроскопии.  В  качестве  объекта  исследования  использовался  ультрадисперсный  нанопо-
рошок ПТФЭ размером частиц 0,5 – 1 мкм, с концентрациями 5 и 50 %. В качестве связую-
щего  была  использована  эпоксидная  смола.  Образцы  композита  получали  путем  смещения 
порошка со смолой с варьированием концентрации порошка. Для прочности композита до-
бавляли отвердитель, которые затем ставили под пресс и держали 5 часов. Образцы компози-
та облучали электронами на ускорителе электронов ЭЛУ-2 с энергией 2 МэВ. Условия облу-
чения были следующие: энергия электронов Е = 2 МэВ, интенсивность I = 0,3 мА/см
2
, доза 
облучения D = 20 кГр и 50 кГр, температура облучения Т = 20
о
 С. Топография образцов до и 
после  облучения  электронами  исследовались  на  просвечивающем  электронном  микроскопе 
марки LeicaDM 6000 m и на атомно-силовом микроскопе (АСМ). Твердость образцов изме-
ряли на Виккерстестере (ГОСТ 2999-75и ISO 6507). Введение 5 % полимерного наполнителя 
из  ПТФЭ  привело  к  формированию  структурных  элементов,  имеющих  нечеткие  границы  в 
виде  крупных  круглых  и  вытянутых  сферолитов  с  неопределенной  ориентацией. 
Дополнитльное  введение  в  полимерную  смесь  наполнителя  до 50 % обеспечивает 
существенное  изменение  структуры,  приводя  к  образованию  уплотненной  однородной 
надмолекулярной  структуры  в  композите.  Для  исследования  изменений,  происходящих  в 
композите,  обусловленных  участием  частиц ультрадисперсного  порошка  ПТФЭ,  в  структу-
рообразовании  связующего  проведены  исследования  изображений  поверхностей  образцов 
методом атомно-силовой микроскопии. На изображении материала, содержащего 5 % ПТФЭ, 
зарегистрированы контрастные упорядоченные структуры высотой 5 нм. Изменение микро-
геометрии  поверхности  образца  соответствует  повышению  контактной  связи  на  локальных 
участках поверхности ПКМ. Наполнение ПКМ до 50 % приводит к однородному строению 
поверхности образца ПКМ. Уровень изменения значения высоты характеризует максималь-
ные изменения в структуре, а увеличение плотности упаковки структурных элементов – при-
водит  к  изменению  свойств  материала.  Анализ  ПЭМ-изображений  показывает,  что  облуче-
ние дозой 20 кГр приводит к росту агломераций и их уплотнению, при увеличении дозы об-
лучения до 50 кГр наблюдается появление кристаллических образований в виде сферолитов 
и фибрилл с четкими границами. Однако, для образца с концентрацией порошка 50х50 % за-
мечено нарушение упорядоченности образований и начало процесса аморфизации. Поверх-
ность  разрушения  облученного  дозой 50 кГр  образца  ПКМ  содержит  многочисленные  вы-
ступы высотой до 0,2 мкм, природу которых можно связать с концами разорванных фибрилл. 
Далее  приведены  экспериментальные  исследования  твердости  изготовленных  композитов. 
Как  показали  измерения,  твердость  ПКМ  при  концентрации  наполнителя 5 % выше,  чем 
твердость при концентрации наполнителя 50%. Уменьшение твердости ПКМ для образца с 
50 % наполнителем,  связано  со  слабой  контактной  адгезией  частиц  ПТФЭ  с  матрицей  свя-
зующего, которая приводит к ослаблению прочности химических связей между наполните-
лем и связующим. Облучение композита приводит к увеличению твердости для образцов с 
малыми концентрациями порошка ПТФЭ, а при большой дозе облучения и больших концен-
трациях твердость уменьшается, что связано с деструкцией ПКМ.  

9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері  
Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 
жəне іргелі физикалық білім беру» 
______________________________________________________________________________________________________ 
 
241 
 
ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА  
ЭПИТАКСИАЛЬНЫХ  ПЛЕНОК IпР  
 
А. Жуманазаров, А. Юлдашев, Г. Турманова,М.Шарибаев  
 
Каракалпакский государственный университет имени Бердаха, Нукус,Узбекистан 
 
В ряду полупроводниковых соединений типа А
3
В
5
 широко использующихся в оптоэлектро-
нике,InP иего твердые растворы обладают специфическими механическими свойствами: по-
роговая  плотность  тока  для  рекомбинационно-стимулированного  скольжения  дислокации  в 
монокристаллах InP на два порядка превышает его значение для GaAs [1]; гетеролазеры на 
основе твердых растворов InGaAsP  также являются более «деградационно стабильными» по 
сравнению с изготовленными на основеAlGaAs.В последнее время в монокристаллах и эпи-
таксиальных слоях (ЭС) GaAs,было обнаружено и изучено [1] зарождение и миграция собст-
венных точечных дефектов на макрорасстояния от области механического воздействия (эф-
фект дальнодействия) при температуре Т 
 300 К. Выяснению возможности обнаружения и 
изучения эффекта дальнодействия в ЭС InP  посвящена настоящая работа. 
Изучалось влияние механического утонения подложки на спектры низкотемпературной 
фотолюминесценции  (ФЛ) (4.2-80 К)  ЭС  InP,  весьма  чувствительные  к  изменению  дефект-
ной  структуры.  Структурное  совершенство  всей  системы  ЭС-подложка  изучалось  с  помо-
щью  рентгено-дифракционных  методов  и  металлографии.  Со  стороны  ЭС  проводились 
съемки  рентгеновских  топограмм  с  использованием  двухкристального  спектрометра  в  па-
раллельной геометрии (n ; -m ), в асимметричных (333) и симметричных (400) отражениях на 
СиК

 -излучении. Для качественной оценки дефектности приповерхностный области глуби-
ной 
 30 мкм, т.е. включающей ЭС и приповерхностную область пленка-подложка, измеря-
лась интегральная отражательная способность (R
i
Э
). 
Использовался травитель HF ; НВг
β
5 : 1.Далее производилась шлифовка подложки сво-
бодным абразивом "ι'
1 
Μ 10 от исходной толщины ^300 мкм до толщины ^100 мкм. На рис-1 
показано  спектры  фотолюминесценции  ЭСInP  исходного  образца (l) после  шлифовки (2) и 
после ультразвуковой· обработки 0). Т^80 К. 
ПолосаΙ
B
,  по  мнению  авторов [1], связана  с  излучательной  рекомбинацией  свободных 
электронов  с  дырками,  локализованными  на  нейтральном  акцепторе,  образованном,  по-
видимому,  комплексамиZn (энергия активации акцептора [Zn
In
 ]
- 
вInPΔ
E
 =30-50 мэВ ), а I
Д 
-со 
структурными дефектами. 
При хранении образцов при комнатной температуре в течение времениt^ происходило 
частичное восстановление интенсивности. полосы  1д (рис. 1, вставка), полоса Тд не восста-
навливалась.  Уменьшение  интенсивности  краевой  люминесценциипосле  обработки  можно 
связать  с  увеличением  концентрации  центров  безыэлучательной  рекомбинации 
(например,Vu-a.) и оттоком неравновесных носителей на безызлучательные каналы. 
Расчет  распределения  деформационных  полей  £(Ζ)  (ί  -  координата,  перпендикулярная 
гетерогранице) в ЭСпри утонении подложки от толщины 350 до 100 мкм с учетом упруго-
пластического  состояния  всей  системы  пленка-подложка,  выполненной  аналогичнопоказал 
увеличение статической упругой деформации в пленках не более, чем на 15%. Несмотря на 
относительно  малое  изменение  статической  упругой  деформации  £(Ζ)  в  пленкахInP  после 
шлифовки,  ее  дефектная  структура  существенно  изменяется  (эффект  дальнодействия),  что 
проявляется в трансформации спектров низкотемпературной ФЛ (см. рис. 1). 
 

9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері  
Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 
жəне іргелі физикалық білім беру» 
______________________________________________________________________________________________________ 
 
242 
4 4 0
4 4 2
4 4 4
4 4 6
4 4 8
4 5 0
I
V
0
/ I
F X
I
2
/ I
F X
0           1       2

m

в о з
= 3 6 5 н м
2  . 7  5
2  . 8  0
I
V
0
I
X
I
2
I
F X
c     )
b     )
a     )
И
нте
нс
ив
ность
 (
ФЛ
)
Д л и н а   в о л н ы , ( н м )
 
Трудно объяснить дефектообразование в пленкахInP   диффузией собственных точеч-
ных дефектов из мощного источника, каким является нарушенный механической обработкой 
слой, т.к. при этом надо воспользоваться коэффициентами диффузии, на несколько порядков 
превышающими  известные  значения  с  учетом,  что  обработка  проводилась  при  комнатной 
температуре.  Для  объяснения  дефектообразования  в  пленках  можно  привлечь  влияние  зна-
копеременных упругих волн, возникающих в зоне действия абразива, проникающих на всю 
глубину структуры и в сочетании с изменением перераспределением статических деформа-
ционных  полей,  способствующих  образованию  френкелевских  пар.  С  целью  проверки  по-
следнего  предположения  образцы  до  и  после  шлифовки  были  подвергнуты  ультразвуковой 
обработке  (УЗО).  Такая  обработка  не  привела  к  дополнительному  дефектообразованию  в 
пленках,  о  чем  свидетельствует  частичное  восстановление  спектров  ФЛ.  Из  этого  следует, 
что данная УЗО (частота ~150 кГц) не эквивалентна шлифованию, т.е. что осциллирующие 
упругие  волны,  возникающие  при  шлифовке,  имеют  гораздо  большую  амплитуду  и  мощ-
ность <3'^>>10"-5. 
Частичное восстановление интенсивности краевой полосы люминесценции при хране-
нии, сопровождающееся уменьшением величины упругих деформаций, может быть связано с 
медленными диффузионными процессами оттока собственных точечных дефектов на стоки, 
например, на границу раздела. 
 
М.Sharibaev. Cambridge Journal of Education and Science. - No.1. (15), January-June,2016. 
 
 
 

9-ші Халықаралық ғылыми конференция «Физиканың заманауи жетістіктері  
Алматы, Қазақстан, 12-14 қазан,2016 
жəне іргелі физикалық білім беру» 
______________________________________________________________________________________________________ 
 
243 
 

жүктеу/скачать 11,53 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: