СИНТЕЗ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ CuBi2O4, ПРИМЕНИМЫХ В КАЧЕСТВЕ ЗАЩИТЫ ОТ ИОНИЗИРУЮЩЕГО ИЗЛУЧЕНИЯ
DOI:
https://doi.org/10.52167/1609-1817-2022-123-4-330-338Ключевые слова:
тонкие пленки, радиационно-стойкие материалы, электрохимическое осаждение, морфологические особенности, шпинельные структурыАннотация
В работе представлены результаты синтеза и характеризации CuBi2O4 пленок полученных методом электрохимического осаждения, а также рассмотрено влияние времени осаждения при равных условиях на формирование кристаллической структуры и морфологических особенностей пленок. Интерес к данному исследованию заключается в возможности контролируемого получения радиационно-стойких защитных пленок заданной толщины, способных защитить микроэлектронные устройства от негативного воздействия гамма- и нейтронного излучения, являющегося наиболее опасным для космических летательных аппаратов. Для синтеза пленок был использован метод электрохимического осаждения из сернокислых растворов, осаждение проводилось при разности потенциалов 3.5 В, время формирования пленок варьировалось от 10 до 90 минут, с целью определения возможности контролируемого роста пленок, а также сохранении их стабильности структурных свойств и элементного состава в процессе роста в течение длительного времени. В ходе проведенных исследований с применением метода рентгеновской дифракции установлено, что применение выбранных условий синтеза приводит к формированию устойчивой хорошо кристаллизованной фазы CuBi2O4 с тетрагональным типом кристаллической решетки. При этом увеличение времени осаждения приводит к незначительному увеличению степени структурного упорядочения в диапазоне 10 – 30 минут, которое обусловлено эффектами уплотнения пленок в процессе формирования, а также отсутствием значимых изменений степени структурного упорядочения при времени осаждения выше 50 минут (изменения находятся в пределах погрешности).
Библиографические ссылки
[1] Kadyrzhanov K. K. et al. Research of the shielding effect and radiation resistance of composite CuBi2O4 films as well as their practical applications //Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2020. – Vol. 31, №. 14. – P. 11729-11740.
[2] Kadyrzhanov K. K. et al. Determination of the influence of the phase composition of Cu-Bi coatings on the efficiency of shielding from ionizing radiation //Eurasian Physical Technical Journal. – 2021. – Vol. 17, №. 2 (34). – P. 19-24.
[3] Jungwirth T. et al. The multiple directions of antiferromagnetic spintronics //Nature Physics. – 2018. – Vol. 14, №. 3. – P. 200-203.
[4] Cellere G., Paccagnella A. A review of ionizing radiation effects in floating gate memories //IEEE Transactions on Device and Materials Reliability. – 2004. – Vol. 4, №. 3. – P. 359-370.
[5] Pazianotto M. T. et al. Determination of the cosmic-ray-induced neutron flux and ambient dose equivalent at flight altitude //Journal of Physics: Conference Series. – IOP Publishing, 2015. – Vol. 630, №. 1. – P. 012022.
[6] Lukin K. A. Vacuum Microwave Integrated Circuits as a tool for protection of radar and communication receivers against high power EMI radiation //2012 6th International Conference on Ultrawideband and Ultrashort Impulse Signals. – IEEE. – 2012. – P. 44-46.
[7] Schwank J. R., Shaneyfelt M. R., Dodd P. E. Radiation hardness assurance testing of microelectronic devices and integrated circuits: Radiation environments, physical mechanisms, and foundations for hardness assurance //IEEE Transactions on Nuclear Science. – 2013. – Vol. 60, №. 3. – P. 2074-2100.
[8] Torres O. G. et al. Optical features of PbBr2 semiconductor thin films for radiation attenuation application //Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2021. – Vol. 32, №. 12. – P. 16937-16944.
[9] Dvornikov O. V. et al. Influence of ionizing radiation on the parameters of an operational amplifier based on complementary bipolar transistors //Russian Microelectronics. – 2016. – Vol. 45, №. 1. – P. 54-62.
[10] Tishkevich D. I. et al. Modeling of paths and energy losses of high-energy ions in single-layered and multilayered materials //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2020. – Vol. 848, №. 1. – P. 012089.
[11] Tishkevich D. I. et al. Function composites materials for shielding applications: Correlation between phase separation and attenuation properties //Journal of Alloys and Compounds. – 2019. – Vol. 771. – P. 238-245.
[12] Kozlovskiy A. L., Zdorovets M. V. Synthesis, structural, strength and corrosion properties of thin films of the type CuX (X=Bi, Mg, Ni) //Journal of Materials Science: Materials in Electronics. – 2019. – Vol. 30, №. 12. – P. 11819-11832.
[13] Li Q. et al. Enhanced radiation shielding with conformal light-weight nanoparticle–polymer composite //ACS applied materials & interfaces. – 2018. – Vol. 10, №. 41. – P. 35510-35515.
[14] Sayyed M. I. et al. Radiation shielding and mechanical properties of Bi2O3–Na2O–TiO2–ZnO–TeO2 glass system //Radiation Physics and Chemistry. – 2021. –Vol. 186. – P. 109556.
[15] Miroshnichenko L. Radiation hazard in space. – Springer Science & Business Media, 2003. – Vol. 297. – P.143-146.
[16] Myagkova I. N. et al. X-ray, γ-emission and energetic particles in near-Earth space as measured by CORONAS-F satellite: From maximum to minimum of the last solar cycle //Advances in Space Research. – 2007. – Vol. 40, №. 12. – P. 1929-1934.
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2022 Даурен Кадыржанов , Артем Козловский, Асхат Бергузинов, Малик Калиекперов , Серик Сембаев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial-NoDerivatives» («Атрибуция — Некоммерческое использование — Без производных произведений») 4.0 Всемирная.
