Ученые Новосибирска вырастили пленки нитрида алюминия

Исследователям Новосибирского государственного университета удалось добиться оптимальной гладкости и кристалличности материала. Достигнутый результат позволит им перейти к созданию многослойных структур для применения в прототипе резонатора системы связи.

В научном журнале «Coatings» опубликована статья «Химический состав структуры и физические свойства пленок нитрида алюминия, полученных методом импульсного реактивного магнетронного напыления постоянного тока» о результатах исследования ученых Аналитического и технологического исследовательского центра «Высокие технологии и наноструктурированные материалы» Физического факультета Новосибирского государственного университета.

Исследование проводилось в лаборатории функциональной диагностики низкоразмерных структур для наноэлектроники в рамках госзадания по разработке материалов для систем хранения и передачи информации. О его результатах рассказала младший научный сотрудник АТИЦ Физического факультета НГУ, аспирант второго курса Алена Богословцева.

Учеными была проделана работа от первого этапа получения пленок до последующего, связанного с их подробным исследованием и характеризацией. На последнем этапе исследований научным сотрудникам лаборатории удалось получить пленки хорошего качества с необходимой гладкостью, что очень важно для применения материала в дальнейшем.

— Нам удалось подобрать рабочий режим установки, который позволил получить пленки нитрида алюминия с хорошей кристалличностью и высоким пьезокоэффициентом. Мы получили пленки с хорошей кристалличностью, и исследовали их различными методами. В нашей работе по получению пленок нитрида алюминия нам важно было добиться необходимой гладкости, это один из важных параметров для дальнейшей работы с этим материалом. Если использовать в резонаторе пленку с недостаточно ровной и гладкой поверхностью, сигнал будет теряться и постепенно затухать, что недопустимо. Кроме того, нам важно было вырастить пленку, ориентированную строго перпендикулярно подложке, поскольку отклонение даже на несколько градусов заметно влияет на свойства пленки, а именно – на скорость распространения сигнала и пьезоотклик. С обеими задачами мы успешно справились, и теперь в разработке сотрудников нашей лаборатории находится следующий этап по изучению влияния подслоев на выращиваемую пленку, — рассказала Алена Богословцева.

Пленки нитрида алюминия применяются в резонаторах систем передачи информации. Изначально этот проект был подготовлен и реализовывался сотрудниками лаборатории совместно с Омским научно-исследовательским институтом приборостроения. Его специалисты выращивали пленки, а ученые НГУ занимались их исследованиями и характеризацией. АТИЦ НГУ также располагал оборудованием, позволяющим выращивать пленки нитрида алюминия – установкой магнетронного распыления «Спутник». С ее использованием научные сотрудники АТИЦ выполняли работы в рамках госзадания, и было принято решение освоить процесс выращивания пленок нитрида алюминия на месте.

— Сам факт того, что на нашей установке удалось получить пленки хорошего качества, внушает нам оптимизм относительно дальнейших исследований. Мы намерены в сотрудничестве с коллегами из других институтов перейти к разработке прототипов резонаторов, в которых будут использоваться многослойные структуры, и нами уже начаты работы по их получению. Резонатор, который является нашей целью, представляет собой многослойную структуру. Нам предстоит отрабатывать напыление многих слоев друг на друга. Каждый слой должен обладать определенными свойствами, заданной толщиной и плотностью, а вся конструкция в целом – представлять собой единое целое без расслоения и микротрещин. Ее рабочим слоем, выполняющим функцию пьезоэлектрического преобразователя, как раз и станет слой нитрида алюминия. Теперь, когда мы его получили, дальнейшая наша работа будет связана с разработкой и подбором параметров для получения многослойных структур, — подытожила Алена Богословцева.