СОСТАВНАЯ МИШЕНЬ ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАНАРНО ГРАДИЕНТНЫХ КОМПОЗИТНЫХ ПЛЕНОК МЕТАЛЛ-ДИЭЛЕКТРИК

Полезная модель относится к наноэлектронике и наноэлектромеханике и может быть использовано в различных областях современной наноиндустрии, микроэлектроники, альтернативной энергетике и т.д.
Исследования последних лет показали, что материалы и покрытия с ультрамелкодисперсной структурой и наноструктурными упрочняющими элементами обладают улучшенными физико-химическими и механическими свойствами. Поэтому в последние годы во всем мире проводятся работы по разработке способов получения материалов с наноструктурой.
Как правило, получаемые покрытия представляют собой металлические сплавы и поэтому улучшают свойства защищаемой поверхности лишь по одному из параметров, например, твердость или прочность, в то время как по другим параметрам обнаруживают значительно более низкие показатели. Традиционные способы формирования упрочняющих покрытий являются различными вариантами методов наплавки, таких, как плазменное, электронно-лучевое, лазерное, аргонодуговое, электродуговое, электрошлаковое и д.р., и это позволяет при наплавлении покрытий использовать присадочные материалы для повышения прочности за счет создания гетерофазной, а не однофазной, структуры.
-2
Известен способ получения наноструктурированного градиентного оксидного покрытия из каталитического материала и составная мишень для реализации указанного способа, включающий напыление на подложку материала в вакуумной камере в среде, содержащей кислород, при этом подготовленную металлическую подложку предварительно нагревают в вакууме до температуры 400-450°C и осуществляют напыление магнетронным методом металлической композиции системы (Ti-Ru), (Ti-Ru-Ir), (Zr-Ru) в среде плазмообразующего газа аргона и реакционного газа кислорода, причем давление аргона поддерживают постоянным в течение всего процесса напыления, а парциальное давление кислорода изменяют по линейному закону от 0 до 8·10 Па в течение 10 мин и при установившемся давлении кислорода напыляют указанную металлическую композицию до требуемой толщины покрытия (патент РФ№2428516 C2, МПК С23С 14/35, 10.09.2011 - прототип).
Недостатками указанных технических решений является то, что при их использовании невозможно получить металл покрытия с ультрамелкодисперсной структурой и упрочняющими частицами в наноразмерном диапазоне, а также невозможность получения тонкопленочных покрытий с плавным и непрерывным изменением концентрации компонентов материала.
Задачей предложенного технического решения является устранение указанных недостатков и создание составной мишени для получения тонкопленочных покрытий с плавным и непрерывным изменением концентрации компонентов материала.
Решение указанной задачи достигается тем, что, в предложенной составной мишени для получения планарно-градиентных композитных пленок металл-диэлектрик, содержащей подложку с размещенными на ней навесками распыляемого компонента, согласно техническому решению, навески распыляемого компонента распределены по площади подложки неравномерно в соответствии с заданным градиентом концентраций указанного компонента в получаемой планарно-градиентной композитной пленке, который обеспечивается соотношением площадей, занимаемых металлической и диэлектрической частями мишени.
Сущность полезной модели иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан общий вид мишени, используемой для напыления наногранулированных структур металл-диэлектрик, на фиг.2 - взаимное расположение мишени и подложки.
Предложенная составная мишень может быть использована в следующем способе получения планарно-градиентных композитных пленок металл-диэлектрик следующим образом.
Предварительно изготавливают составную мишень, представляющую собой прямоугольную основу 1 из одного материала, например, из кобальта, с расположенными на ее поверхности навесками 2 другого материала например, оксида алюминия. Для получения градиента концентрации в пленке, формируемой на поверхности подложки 3, навески 2 на мишени располагаются неравномерно. В результате распыления такой несимметричной мишени на подложке 3 формируется покрытие, в котором соотношение концентраций компонентов обеспечивается пропорционально соотношениям площадей, занимаемых металлической и диэлектрической частями мишени.
Пример осуществления способа.
При распылении мишени, сформированной из кобальта и оксида алюминия на подложке длиной 240 мм сформировано покрытие, в котором концентрация кобальта плавно и равномерно меняется от 30 до 75 ат.%. В соответствии с этим изменением концентрации, плавно и равномерно меняются электрические и магнитные свойства материала покрытия.
Использование предложенного технического решения позволит создать составную мишень для способа получения тонкопленочных покрытий с плавным и непрерывным изменением концентрации компонентов материала.