Термодинамический анализ образования метабората лантана в процессе электронно-лучевой обработки стекол

трация примеси для n-слоя (ZnO) составляла 5-1018 см"3 , для p-слоя (poly-Si) -5-1017 см-3. Наиболее высокие значения КПД достигнуты при значениях толщины n-слоя (ZnO) - 0,3-0,35 мкм, толщины p-слоя (poly-Si) - 0,55-0,7 мкм.

Для рассматриваемой структуры ПСЭ эти значения можно считать оптимальными. Модель может быть применена и к другим однопереходным структурам ПСЭ различного типа, что позволит оптимизировать их конструкцию для улучшения выходных характеристик.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мей тин М. Фотово льтаика: материалы, технологии, перспективы // Электроника: наука, технология, бизнес. - 2000. - № 6. - С. 40-46.

2. Немчинова НМ., Клец В.Э., Непомнящих AM. Кремний в XXI веке // Фундаментальные исследования. - 2006. - № 12. - С. 14-1б.

3. Luque A., Hegedus S. Handbook of Photovoltaic Science and Engineering. - John Wiley & Sons Ltd, The Atrium, Southern Gate, Chichester, West Sussex PO19 8SQ, England, 2003.

- P. 100-117.

4. . . /

В.Ф. Гременок, M.C. Тиванов, В.Б. Залееский. - Минск: Изд. центр БГУ, 2007. - C. 60.

5. Tung-Te Chu, Huilin Jiang, Liang-Wen Ji, Wei-Shun Shih, Jingchang Zhong, Ming-Jie Zhuang. Grain size effect of nanocrystalline ZnO on characteristics of dye-sensitized solar cells // Microelectronics Journal. - 2009. - № 40. - P. 50-52.

Статью рекомендовал к опубликованию д.ф.-м.н. АЖ. Кармоков.

Кушнир Вячеслав Викторович

Технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.

E-mail: v.v.kushnir@gmail.com.

347928, г. Таганрог, пер. Некрасовский, 44.

.: 88634371611.

Кафедра технологии микро- и наноэлектронной аппаратуры; аспирант.

Kushnir Viacheslav Viktorovich

Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Autonomy Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.

E-mail: v.v.kushnir@gmail.com.

44, Nekrasovskiy, Taganrog, 347928, Russia.

Phone: +78634371611.

The Department of Micro- and Nanoelecrtronics; Postgraduate Student.

УДК 621.78:544.3

СЛ. Авдеев, С.Н. Г аранжа, Е.В. Луговой, С.Н. Петров

ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ОБРАЗОВАНИЯ МЕТАБОРАТА ЛАНТАНА В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОННО-ЛУЧЕВОЙ ОБРАБОТКИ

СТЕКОЛ

Проведен термодинамический анализ формирования в стекле СТК119 метабората лантана при электронно-лучевой обработке с использованием молекулярного квантовохимического расчета потенциала Гиббса в интервале рабочих температур ЭЛО. Резуль-

,

температур. Верхняя граница (1600 К) определяется процессом распада молекулы La(BO2)3, а нижняя (800 К) подвижностью молекулы окиси бора и окиси лантана.

Электронно-лучевая обработка (ЭЛО); метаборат лантана (La(BO2)3); бороланта-.

S.P. Avdeev, S.N Garanzha, E.V. Lugovoy, S.N. Petrov

THE THERMODYNAMIC ANALYSIS OF LANTHANUM METABORATE FORMATION IN THE PROCESS OF ELECTRON-BEAM TREATMENT OF

GLASSES

In work the thermodynamic analysis of lanthanum metaborate formation in glass CTK119 at electron beam treatment with use of molecular quantum-chemical calculation of Gibbs potential in the interval operating temperature of electron beam treatment is carried out. The results show, that lanthanum metaborate formation goes in a certain band of temperatures. The high bound (1600 K) is defined by process of disintegration of La(BO2)3 molecule, and the lower (800 K) — by the mobilities of a boron oxide and lanthanum oxide molecule.

Electron beam treatment; lanthanum metaborate (La(BO2)3); boron-lanthanum glass.

Технический уровень оптико-электронного прибора в определяющей степени зависит от качества входящих в его состав оптических деталей. Оптические свойства применяемых при изготовлении деталей стекол (пок^атель преломления, коэффициент дисперсии и др.) являются определяющими при выборе марки стекла и достижении наилучших оптических характеристик прибора, минимизации абер-.

невысокими технологическими показателями - низкой химической устойчивостью, механической прочностью и т.д. Как правило, это обуславливается химическим составом самого стекла, наличием в нем нестойких стеклообразующих компонентов. К таким стеклам относятся стекла боролантановой группы.

Механическая прочность и химическая устойчивость зависит как от стеклообразующих компонентов материала, так и от состояния поверхности оптического , -.

Вследствие этого появляется необходимость в дополнительных методах обработки поверхности для повышения ее устойчивости к воздействию окружающей среды и стабилизации оптических характеристик деталей.

С целью улучшения характеристик оптико-электронных приборов предлагается осуществлять подготовку поверхности оптических деталей из стекла СТК119 в вакууме ленточным электронным лучом [1].

Ранее в работе [2] предполагалось, что при ЭЛО формируется локальная область с изменением фазового состава стекла, которая проявлялась в увеличении показателя преломления на 3 %.

Обработка оптических деталей электронным лучом проводилась в специализированной вакуумной установке при энергии электронного ленточного луча 2-2,5 кэВ и плотности тока 50-100 мА/см2.

В состав стекла СТК119 входят 51,29 % B2O3, 12,53 La2O3% молярных долей (80% B2O3 в системе B2O3-La2O3), что примерно соответствует по составу метаборату лантана La(BO2)3. Поскольку состав близок к эвтекическому, то обе фракции в процессе остывания затвердевают одновременно. Поэтому термодинамический анализ проводился для реакции образования метабората лантана.

О направлении процесса образования или распада метабората лантана можно судить по изменению энергии Гиббса. Поскольку в справочниках отсутствуют данные о термодинамических величинах метабората лантана, то анализ производился с использованием квантово-химической программы GAUSSIAN-03 [3].

,

, , . расчета энтальпии и энергии Гиббса использовались выходные данные частотных вычислений из результатов программы.

50

0

0

1 "50 -100

-150

Т,К

Рис. Зависимость энергии Гиббса от температуры

Из графика (см. рис.) видно, что с увеличением температуры величина энергии Гиббса возрастает, при температуре 1600 К значение энергии становится по.

, 1600 . -

деленном диапазоне температур. Верхняя граница определяется изменением знака

,

и окиси лантана и равна 800 К, что соответствует вязкости 106 Пуаз.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Авдеев СМ., Петров СМ., Серба П.В., Гусев ЕМ. Повышение механической и химической устойчивости поверхности оптического стекла боролантановой группы // Прикладная физика. - 2010. - № 3. - С. 140-142.

2. Луговой ЕМ., Петров СМ., Серба П.В. Расчет оптических характеристик стекол, моди-

// . . - 2010.

- № 6 (107). - С. 211-215.

3. James B. Foresman, A Eleen Frisch Exploring chemistry with electronic structure methods.

- Gaussian Inc. Pitsburg, PA, 1993. - 302 p.

Статью рекомендовал к опубликованию д.т.н. Е.А. Рындин.

Авдеев Сергей Петрович

Технологический институт федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Южный федеральный университет» в г. Таганроге.

E-mail: avdeev@tsure.ru.

347928, . , . , 2.

.: 88634371611.

Кафедра технологии микро- и наноэлектронной аппаратуры; к.т.н.; доцент.

Луговой Евгений Владимирович

-mail: euglugovoy@yandex.ru.

Тел.: +79604695926; 88634371940.

Кафедра технологии микро- и наноэлектронной аппаратуры; аспирант.

Гаранжа Сергей Николаевич

ОАО "Научно-производственное предприятие космического приборостроения "Квант". E-mail: coordinator3@mail.ru.

344090, . - - , . , 7.

Тел.: 8632240656.

Начальник оптической лаборатории.

23G

Петров Сергей Николаевич

E-mail: sinoptic60@mail.ru.

Тел.: 8632240656; +79885100614.

.

Avdeev Sergey Petrovich

Taganrog Institute of Technology - Federal State-Owned Autonomy Educational Establishment of Higher Vocational Education “Southern Federal University”.

E-mail: avdeev@tsure.ru.

2, Shevchenko Street, Taganrog, 347928, Russia.

Phone: +78634371611.

The Department of Micro- and Nanoelecrtronics; Associate Professor.

Lugovoy Evgeny Vladimirovich

E-mail: euglugovoy@yandex.ru.

Phone: +79604695926; +78634371940.

The Department of Micro- and Nanoelecrtronics; Postgraduate Student.

Garanzha Sergey Nikolaevich

“Scientific production association of space device making "Kwant".

E-mail: coordinator3@mail.ru.

7, Milchakova Street, Rostov-on-Don, 344090, Russia.

Phone: 8632240656.

Chief of Optical Laboratory.

Petrov Sergey Nicolaevich

E-mail: sinoptic60@mail.ru.

7, Milchakova street, Rostov-on-Don, 344090, Russia.

Chief of Technological Department.

УДК 621.891

A.C. Кужаров, АЛ. Кужаров, Ю.С. Державец, С.И. Рыжов

СИНТЕЗ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ РАЗМЕРОВ НАНОКЛАСТЕРОВ ЦИНКА ТРИБОТЕХНИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ*

Цепью работы является синтез и исследование размеров нанокластеров цинка триботехнического назначения современными методами седиментационного анализа. Выявле-,

элементов проявляются не только в размерах их кластеров, но и в виде кривой распределения. Установлено, что седиментационный анализ размера частиц в разных по своей природе ультрадисперсных системах может быть использован для выявления нюансов нанотех-, .

Нанокластеры цинка; трение и износ; седиментация.

A.S. Kuzharov, АЛ. Kuzharov, Yu.S. Derzhavec, S.I. Ry’zhov

SYNTHESIS AND DETERMINATION OF THE SIZE OF ZINC NANOCLUSTERS OF TRIBOTECHNICAL PURPOSE

The purpose of work is synthesis and studying of the size of zinc nanoclusters in the modeling of friction contact by modern methods of sedimentation. The features of the electronic structure of atoms, even the two standing near in the table of elements are differ not only in the size of their clusters, but also in the form of the distribution curve are revealed. The sedimentation anal-

* Работа выполнена в НОЦ «Нанотехнологии» и МРЦКП ДГТУ.