Microsoft Word 19-f-ipb usulu meqale doc



Yüklə 59.95 Kb.

tarix11.01.2018
ölçüsü59.95 Kb.
: Xeberler%20Jurnali
Xeberler%20Jurnali -> Azərbaycan Respublikası Konstitusiya Şəki Ağır Cinayətlər Məhkəməsinin 28 noyabr 2013-cü IL tarixli müraciətində göstərilmiş məsələlərin şəhri ilə bağlı Bakı Dövlət Universitetinin Hüquq fakültəsinin Cinayət prosesi kafedrasının dosenti
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №2 Sosial-siyasi elml
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №3 Sosial-siyasi elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №3 Sosial-siyasi elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №3 Humanitar elmlər seriyası
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №2 Sosial-siyasi elml
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №2 Sosial-siyasi
Xeberler%20Jurnali -> Baki universitetiNİn xəBƏRLƏRİ №4 Sosial-siyasi elmlər seriyası


 

165


BAKI UNİVERSİTETİNİN XƏBƏRLƏRİ 

№1    

 

Fizika-riyaziyyat elmləri seriyası    

2011 

 

 

 

 

UOT 621.039,6 

İMPULS PLAZMA METODU İLƏ BİSMUT SİLİKAT (Bi

12

SiO

20



BİRLƏŞMƏSİNİN NAZİK TƏBƏQƏLƏRİNİN  

ALINMASI VƏ TƏDQİQİ 

 

B.B.DAVUDOV  

Bakı Dövlət Universiteti 

davud @ yahoo. Com 

 

İşdə Bi

12

SiO

20

 birləşməsinin nazik təbəqələrinin impuls plazma buxarlandırma metodu 

ilə alınmasına və  tədqiqinə baxılmışdır. Təbəqələr polukristal quruluşa, optik aktivliyə  və 

yüksək səth müqavimətinə - 10

9

 Om/▫ malikdir. Təbəqələrin maksimal spektral həssaslığı 0,9 - 

1 mkm intervalında dəyişir. 

İşdə, həmçinin böyük sürətli çoxkomponentli plazma selinin onun hərəkəti istiqamətinə 

şaquli qoyulmuş bərk altlıq üzərində kondensasiyası mexanizminə baxılmışdır.   

Təbəqələrin qalınlığı impuls boşalmalarının gücündən asılı olub, 0,2 – 1 mkm 

diapazonunda dəyişir. Bunlar bütün səth boyunca eyni struktura malik olub, 60 – 70 % -i 

ölçüləri 100 mkm-dən kiçik olan hissəciklərdən təşkil olunmuşdur. 

 

Açar sözlər: plazma, vismut, silikat, nazik təbəqə. 

 

Sillenit strukturlu birləşmələr (Bi



12

GeO


20

, Bi


12

SiO


20

  və Bi


8

TiO


14

), mə-


lum olduğu kimi, bir sıra praktiki əhəmiyyətli xassələrə - geniş diapazonda 

şəffaflığa, yüksək elektrooptik, fotokeçiricilik, yaddaş xassələrinə  və eyni 

zamanda böyük xüsusi müqavimətə malikdir [1, 2]. Bunların optik aktivliyi 

kristalın daxili sahəsinin təsiri ilə bismut atomlarının oksigen kompleksini 

deformasiyaya uğratması ilə əlaqədardır. 

Kristal halında yuxarıda göstərilən birləşmələr məlum Çoxralski metodu 

ilə alınır. Lakin bu birləşmələrin nazik təbəqələrinin alınması praktiki cəhət-

dən daha vacibdir. Belə ki, bir çox müasir mikroelektron cihazların  əsasında 

sillenit strukturlu birləşmələrin nazik təbəqə halında olan aktiv elementləri 

durur. Keyfiyyətli, etibarlı  və böyük istismar müddətinə malik nazik təbəqə-

lərin alınması  müəyyən çətinliklərlə üzləşir. Bunlardan ən ümdəsi məlum sta-

sionar üsullarla bu cür mürəkkəb birləşmələrin nazik təbəqələri formalaşdı-

rılarkən birləşmələrin asan və  çətin buxarlanan komponentlərə parçalan-

masıdır. Məsələn,  Bi



12

SiO

20

  birləşməsi dissosiasiya olunduqda Bi    atomları 

kimi yüksək təzyiqli buxara (1 mm Hg sütunu) malik komponentlərə və Bi



2

O

3, 

SiO, SiO

2

 kimi alçaq təzyiqli (təxminən 10

-7

—10


-6

 mm Hg sütunu) buxara 




 

166


malik komponentlərə parçalanır. Aydındır ki, komponentlərin buxarlanma təz-

yiqləri müxtəlif olduqda materialın buxarlanması “uyğunsuz” olar və nəticədə 

birləşmənin təbəqəsi öz əvvəlki tərkibini saxlamaz, yəni təbəqə stexiometrik 

olmaz. Çoxkomponenli mürəkkəb materialların stexiometrlik nazik təbəqələ-

rini formalaşdırmaq üçün  

                                                



n

n

m

P

m

P

m

P

=



=



=

2

2



1

1

 



konkruyentlik  şərtini ödəmək lazımdır. Burada P

1

, P

2

, P



- materialı  təşkil 

edən 1-ci, 2-ci, n-ci komponentlərin doymuş buxarının təzyiqi, m



1

, m

2

, m

n

- isə 


bu komponentlərin nisbi kütləsidir. 

Bu işdə bismut silikatın (Bi



12

SiO

20

) nazik təbəqəsini formalaşdırmaq 

üçün [2,3] işlərində  ətraflı  şərh olunmuş  İmpuls Buxarlanma Metodundan 

(İBM) istifadə olunmuşdur. Bu metodun mahiyyəti qısaca aşağıdakından 

ibarətdir:  İmpuls plazma buxarlandırıcısı bir-birindən izolyatorla, məsələn, 

kvarsla (SiO



2

) ayrılmış koaksial elektrodlar sistemindən ibarətdir. Elektrik 

boşalma aralığı buxarlandırılan maddələrdən (SiO

2

, Bi

2

O

3

  və ya Bi

12

SiO

20

 ), 


elektrodlar isə  təmiz misdən (Cu) və ya bismutdan (Bi) hazırlanır. Boşalma, 

alışdırıcı elektroda yüksək voltlu gərginlik impulsu verməklə alışdırılır. Qida 

mənbəyi olaraq 200 mkF-lıq kondensator batareyası götürülmüşdür. Boşalma 

cərəyanı  I=4,5 kA (U=1000V), onun davametmə müddəti isə  τ=200 mks 

olmuşdur. Metal, yarımkeçirici və dielektrik materiallarının atom və molekul-

larından təşkil olunmuş çoxkomponentli plazma seli onun hərəkət istiqamətinə 

perpendikulyar qoyulmuş sital və ya kvars altlıqları üzərinə çökdürülmüşdür 

(şək.1). 

 

Şək.1. Böyük sürətli plazma selinin onun  hərəkət istiqamətinə 

perpendikulyar yerləşdirilmiş altlıq üzərində kondensasiyası. 

 

Plazmanın altlıqla qarşılıqlı  təsirini  əks etdirən fotoşəkillər göstərir ki, 



altlıqdan 1-1,5 mm məsafədə qalınlığı 2-3 mm olan parlaq işıldayan plazma 

təbəqəsi əmələ gəlir. Bu təbəqənin parlaqlığı (işıqlanma intensivliyi) təxminən 

buxarlandırıcının çıxışında plazmanın şüalanması intensivliyi tərtibindədir. 

Altlığın önündə  işıldayan plazma təbəqəsinin yaranmasına səbəb altlıq 

səthini bombardman edən atomların bir hissəsinin elastiki olaraq altlığın sət-

hindən əks olunması, altlığın materialından qazların desorbsiyası, altlıq səthi-




 

167


nin tozlanması  və s. nəticəsində altlığın səthinə düşən  əsas selin əksinə 

yönəlmiş zərrəciklər selinin bu əsas sellə toqquşmasıdır. İndi zərrəciklər artıq 

bu zonadan altlığın səthinə kondensasiya olunmağa başlayır.  Əgər zərrəcik-

lərin temperaturunun 1-2 eV, konsentrasiyasının 10

14

 sm


-3

 olduğunu fərz etsək 

λ  ≈1,5·10

12

T

2

 ifadəsindən zərrəciklərin sərbəst yolunun uzunluğu üçün tapılan 

qiymət təxminən 1,5 mm olur ki, bu da təcrübədə fotoqrafik üsullarla təyin 

olunan qiymətlə üst-üstə düşür.  İşıldayan təbəqə ilə altlıq arasında qaranlıq 

zonanın olması onu göstərir ki, yaranan plazma təbəqəsindən elektronlar və 

ionlar altlığın səthinə toqquşmasız tam sərbəst  şəkildə kondensasiya olunur. 

Aydındır ki, altlıq üzərinə eyni zamanda, neytral və həmçinin həyəcanlaşmış 

atomlar da heç bir maneəsiz düşə bilər.  

Beləliklə, altlıq üzərində plazma selinin kondensasiyası  və  səthində 

nazik təbəqənin əmələ gəlməsi onun səthinin bir-birindən asılı olmadan ayrı-

ayrı elektronlar, ionlar, neytral və həyəcanlaşmış atomlar tərəfindən bombard-

man edilməsinin nəticəsidir. Səth tərəfindən absorbsiya olunan yüklü zərrə-

ciklərin nisbətindən asılı olaraq səthin potensialı müsbət və ya mənfi ola bilər. 

Səth potensialının dəyişməsində plazma-altlıq aralığında yaranan elektrik 

sahəsinin də böyük rolu vardır.  

Neytral atomların altlığın səthində absorbsiyası  nəticəsində  səthin po-

tensialı dəyişmir. Bu vaxt neytral atomla səth arasında neytral formada rabitə 

yaranır. Belə ki, səth üzərinə düşən neytral zərrəciklər London və Van-der-

Vaals cəzbetmə qüvvələrinin təsirinə düşür. Bu qüvvələr isə  səth atom və 

molekullarının dipol və kavdrupul momentlərinin təsiri nəticəsində yaranır. 

Nazik təbəqələrin klassik nəzəriyyəsinə görə altlıqla isitilik tarazlığında 

olan səthdə absorbsiya olunmuş atomlar bu və ya digər potensial çuxura dü-

şərək istilik rəqsi hərəkətə başlayır. Altlığın temperaturunun, absorbsiya olun-

muş atomların enerjisinin artması və ya digər fluktuasiyalar nəticəsində zərrə-

ciklərin altlığın səthi boyunca rəqsi hərəkətləri o qədər arta bilər ki, atom 

qonşu potensial çuxuruna düşə bilər. Səth boyunca bu cür miqrasiya edən 

atomlar bir-birilə rastlaşaraq altlıqla daha uzun müddətdə  əlaqədə olan “top-

lular” və ya klasterlər  əmələ  gətirir. Sonra isə  zərrəciklərin kondensasiya 

prosesində bu toplular birləşərək nazik təbəqələri formalaşdırır. 

İmpuls plazma buxarlandırıcılarında plazma əmələ  gətirən işçi maddə 

kimi həm metal elektrodlarından (Fe, Al, Cu, Mo və s.), həm müxtəlif dielek-

triklərdən (ftoroplast, polietilen, polipropilen, polistirol, germanium və sili-

sium oksidləri və s.) istifadə oluna bilər. Belə dielektriklər  əvəzində böyük 

müqavimətə malik yarımkeçirici materiallardan da istifadə etmək olar. Məsə-

lən, Si, Ge, Bi



12

GeO

20

Bi



12

SiO

20

. Buxarlandırıcıların elektrodları ilə kontaktda 

olan dielektrik və yarımkeçirici materiallar onların səthində baş verən səth bo-

şalması nəticəsində yaranan plazma selinin təsirinə məruz qalır ki, bu da on-

ların dağılmasına, buxarlanmasına və  nəhayət, plazmaya çevrilməsinə  səbəb 

olur.  



 

168


Spektroskopik tədqiqatların göstərdiyinə görə plazma, əsasən, elektrod-

larla kontaktda olan dielektrik və ya yarımkeçirici nümunələri təşkil edən 

elementlərin həyəcanlaşmış və ionlaşmış atomlardan ibarət olur. Materialların 

güclü buxarlanması onun səthində yüksək enerji sıxlığının  əmələ  gəlməsini 

göstərir. Konvektiv istilik seli dielektrik və yarımkeçirici materialların dağıl-

ması üçün kifayət deyildir. Belə enerji sıxlığını yalnız plazmanın şüalanması 

təmin edə bilər [4]. Təklif olunan impuls plazma sürətləndiricilərində plazma 

şüa seli 5·10

5

 Vt/sm


2

-dən çox olur. 

İmpuls boşalmalarında alınan enerji sıxlığının lazer şüalanmasının enerji 

sıxlığı ilə müqayisəsi göstərir ki, sıxlığı 10

5

 Vt/sm


2

-dən böyük olan lazer şüa-

lanmasının təsirilə materialların dağılması, onların impuls boşalmasının təsiri 

zamanı olan istilik xarakterli dağılması kimidir. 

Boşalma kanalına  daxil olan ümumi enerji 

 

ionlaşma enerjisinə - W



1

, molekulyar rabitənin qırılması enerjisinə - W

2

, axı-


nın kinetik enerjisinə - W

3

, elektrodların qızması üçün lazım olan enerjiyə - 



W

4

  və  şüalanma enerjisinə - W



5

  sərf olunur. Şüalanma enerjisi ilə kimyəvi 

rabitələrin qırılmasına sərf olunan enerji arasında yaxşı uyğunluq var. 

Yarımkeçirici və dielektriklərin molekulları  tərəfindən işıq  şüalanma-

sının udulması  dərinliyi müəyyən – h  qədər olan səth qatında baş verir. Bu 

qatın temperaturu 

                                       

 

qədər yüksələ bilər. Burada W



s

 – işıq selinin enerjisiρ – dielektrikin sıxlığı, c- 

xüsusi istilik tutumudur. d, l isə  işıq selinin düşdüyü səthin eni və uzunlu-

ğudur. 


τ =200mks. plazma şüalanmasının təsir müddətidir. Hesablamalar gös-

tərir ki, bu temperaturun qiyməti baxılan qurğularda kifayət qədər böyükdür: 

Δ T > 3000K. Aydındır ki, belə yüksək temperaturlarda mürəkkəb birləş-

mələrin bütün komponentləri eyni bir zamanda ani olaraq buxarlana bilər. Bu 

da yuxarıda göstərilən konqruyentlik şərtinin ödənilməsi üçün kifayətdir.  

Altlıq üzərində çökdürülən plazma selində, yuxarıda qeyd edildiyi kimi, 

bütün atomlar, praktiki olaraq, həyəcanlaşmış və ionlaşmış halda olur. Plazma-

nın spektrində iki və hətta üçqat ionlaşmış oksigen atomları müşahidə olunur.  

Formalaşan bismut silikatın (Bi

12

SiO

20

) nazik təbəqələri yüksəkomlu 

təbəqələrdir. Bunların səth müqaviməti 10

9

 Om/▫-a çatır. Təbəqələrin maksi-



mal spektral həssaslığı 0,9 – 1 mkm intervalında yerləşir.  

Təbəqələrin qalınlığı boşalmaların gücündən asılı olub, 0,002 – 0,2 mkm 

diapazonunda dəyişir. Bu diapazonun aşağı  sərhəd qiyməti tək bir impuls 

boşalmasına uyğundur. Bu isə təbəqələrin qalınlıqlarını çox kiçik qiymətlərlə 




 

169


məhdudlaşdırmağa və uyğun olaraq müqavimətləri təbəqələrin qalınlıqlarına 

görə tənzim etməyə imkan yaradır. 

Bu təbəqələrin atom mikroskopu ilə tədqiqi göstərir ki, təbəqələr, demək 

olar ki, bütün səth boyunca eyni struktura malik olub, 60-70%-i 60-100 

nanometr ölçülü hissəciklərdən təşkil olunmuşdur (şək. 2). 

        


 

Şək. 2. Bi

12

SiO

20

 nazik təbqəsinin atom mikroskopu ilə çəkilmiş quruluşu. 

 

Bismut silikatın nazik təbəqələrinin elektronoqrafik tədqiqatı göstərir ki, 



bunlar kubik polikristal quruluşa malikdir. 150-200 

0

C -yə qədər qızdırıldıqda isə 

elektronoqramlar üzərində nöqtələr əmələ gəlir, yəni monokristal quruluşa keçir.  

Qeyd etmək lazımdır ki, impuls plazma texnologiyası ilə bu cür mürək-

kəb çoxkomponentli materialların nazik təbəqələri məlum üsullara nəzərən 

daha böyük sürətlərlə  (10 –100 mkm/san) almaq mümkündür ki, bu da mik-

roelektron proseslərinin məhsuldarlığının artması deməkdir. Plazma selinin 

böyük temperatura və sürətə malik olması isə daha keyfiyyətli təbəqələrin 

alınmasına və onların altlıqlar üzərində daha da möhkəm yapışmasına (adge-

ziyasına) imkan yaradır. 



 

170


ƏDƏBİYYAT 

1.

 



Ковтонюк  Н.Ф.  Электронные  элементы  на  основе  структур  полупроводник-ди-

электрик. М.: Энергия, 1976, 184 с. 

2.

 

Давудов Б.Б., Исламов Ф.Ш. Нанесение тонких пленок германо-силленита импульсным 



плазменным испарением. Изв. АН Аз. ССР, сер. физ.- тех. и мат. наук, 1982, №4, с.84. 

3.

 



Давудов  Б.Б.,  Мяммядов  Н.А.  İmpuls plazma buxarlandırma üsulu ilə kermet təbə-

qələrinin alınması və tədqiqi. Известия БДУ, сер. физ.-мат. наук, 2009, №1, с. 173.  

4.

 

Davudov B.B. Fizikanın aktual problemləri, VI Res. elmi konf. mat. Bakı, 2010, s.173. 



 

ПОЛУЧЕНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК СОЕДИНЕНИЯ        

СИЛИКАТА ВИСМУТА (Bi

12

SiO

20

) МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОГО 

ПЛАЗМЕННОГО  ИСПАРЕНИЯ 

 

Б.Б.ДАВУДОВ 

 

РЕЗЮМЕ 

 

В  работе  рассмотрены  и  исследованы  тонкие  пленки  соединения  Вi



12

SiO

20

  по-


лученных импульсным плазменным испарением. Пленки имеют поликристаллическую 

структуру, оптическую активность и высокое поверхностное сопротивление – 10

9

 Ом/▫. 


Максимальная спектральная чувствительность расположена в интервале 0,9 – 1 мкм. 

В  работе  также  рассмотрен  механизм  конденсации  плотного  высокоскоростного 

многокомпонентного  плазменного  потока  на  твердой  подложке,  вертикально  располо-

женной к потоку плазмы.  

Толщина пленок зависит от мощности разрядов и в условиях экспериментов из-

менялась в диапазоне 0,2 - 1 мкм. Они имеют однородные повторяющие структуры и 60 

– 70% состоят из наночастиц размерами не превышающими 100 нм. 

 

Ключевые слова: плазма, висмут, силикат, тонкие пленки. 

 

PREPARATION AND INVESTIGATION OF THIN FILMS OF VISMUT SILIKATE 



(Bi

12

SiO

20

) BY THE METHOD OF IMPULS PLAZMA EVAPORATION 

 

B.B.DAVUDOV 

 

SUMMARY 

 

The paper investigates thin films of Bi



12

SiO

20

 prepared by the method of pulse plasma 

evaporation. The films possess polycrystalline structures, optical activity and high surface 

resistance of 10

Om/ . Maximum photosensitivity of films covers the spectrum region of 0,9 – 1 



μm. 

The condensation mechanism of the high-speed dense plasma stream on the solid 

substrate vertically located to plasma flow is considered in this work as well. 

The thickness of films varies in 0,2 – 1 

μm depending on the discharge power. They 

have homogenously repeating structures and 60 – 70% consist of nanoparticles in the size not 

exceeding 100 nm. 

 

Key words: plasma, vismut, silicate, thin films. 

          



Redaksiyaya daxil oldu 07.02.2011-ci  il. 

Çapa qəbul edildi 10.03.2011-ci  il. 


 

171


 


Dostları ilə paylaş:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2017
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə