Підвищення оптико-механічних характеристик багатошарових інтерференційних покриттів шляхом введення до їх складу захисних алмазоподібних плівок

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Провів спектрофотометричні вимірювання. Виконав моделювання оптичних характеристик аморфного вуглецю, оптимізацію конструкції інтерференційного багатошарового покриття. Взяв участь в аналізі та обговоренні отриманих результатів та формулюванні висновків.

8. Comparative Study of Near Stochiometric a-SiC:H and a-SiC films: effect of the bonded hydrogen innovative / A. Vasin, A. Rusavsky, V. Kushnirenko, A. Nazarov, S. Starik, V. Lysenko, A. Kutsay, A. Semenov, A. Gontar, S. Dub, V. Puzikov // NATO Science Series Book Innovative Superhard Materials and Sustainable Coatings for Advanced Manufacturing ed. by J. Lee and N. Novikov. - Dordrecht: Springer, 2005. - Р. 419-428.

Автор провів спектрофотометричні вимірювання. Виконав комплексний порівняльний аналіз краю фундаментального поглинання a-SiC:H і a-SiC плівок, а також впливу на нього температури вакуумного відпалу. Взяв участь в аналізі та обговоренні отриманих результатів та формулюванні висновків.

9. Старик С.П., Гонтар О.Г., Горштейн Б.А. Алмазоподібні вуглецеві плівки в ахроматичних просвітлюючих багатошарових покриттях // Вісник Львівського ун-ту. Серія фізична. - 2005. - № 38, т. 1. - C. 74-78.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Виконав моделювання оптичних характеристик аморфного вуглецю, оптимізацію конструкції інтерференційного багатошарового покриття. Провів спектрофотометричні вимірювання. Конкретизував структуру статті, проаналізував отримані результати та сформулював висновки.

10. Технологические особенности плазмохимического осаждения гидрогенизированных углеродных пленок / А.Г. Гонтарь, А.М. Куцай, С.П. Старик, В.Ю. Горохов // Сборник докладов 7-й Международной конференции “Оборудование и технологии термической обработки металлов и сплавов в машиностроении”, Харьков. - 2006. - С. 59-62.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів, в систематизації та у-загальненні досліджень нанотвердості, в аналізі та обговоренні отриманих результа-тів та у формулюванні висновків.

11. Низкотемпературное осаждение пленок a-SiC:H методом реактивного магнетронного распыления / А.В. Русавский, А.В. Васин, Л.А. Матвеева, А.Н. Назаров, С.П. Старик // Материалы IX Международной конференции “Физика и технология тонких пленок”. - Яремча, 2003. - Т. 1. - C. 59.

Автор провів спектрофотометричні вимірювання. Виконав аналіз краю фундаментального поглинання a-SiC:H плівок. Взяв участь в аналізі та обговоренні отриманих результатів та формулюванні висновків.

12. Antirefrective coating with diamond-like films for improving transparency in the IR / A.G. Gontar, B.А. Gorshtein, S.Р. Starik, V.M. Tkach, T.I. Smirmova, O.M. Mozkova, V.Y. Gorochov, V.F. Zinchenko // Abstract book 14th European conference on diamond, diamond-like materials, carbon nanotubes, nitrides & silicon carbide “DIAMOND-2003”. - Salzburg, 2003.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Виконав моделювання оптичних характеристик аморфного вуглецю, оптимізацію конструкції інтерференційного багатошарового покриття. Провів спектрофотометричні вимірювання. Взяв участь в аналізі отриманих результатів та формулюванні висновків.

13. Diamond-like films for improving transparency in the IR / A.G. Gontar, B.A. Gorshtein, S.P. Starik, V.M. Tkach, O.M. Mozkova, V.Y. Gorochov, S.N. Dub // NATO ARW “Innovative Superhard Materials and Sustainable Coatings”. - Kyiv, 2004. - P. 86.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Виконав моделювання оптичних характеристик аморфного вуглецю, оптимізацію конструкції інтерференційного багатошарового покриття. Провів спектрофотометричні вимірювання. Взяв участь в аналізі отриманих результатів та формулюванні висновків.

14. Старик С.П., Гонтарь А.Г., Горохов В.Ю. Эллипсометрические исследования процесса формирования алмазоподобной углеродной пленки на подложках кремния. - Сборник трудов IV Международной конференции “Аморфные и микрокристаллические полупроводники”. - Санкт-Петербург: СПб ГТУ, 2004. - С. 102-103.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Провів еліпсометричні вимірювання та розробив програмне забезпечення для їх інтерпретації. Виконав моделювання профілю оптичних характеристик вуглецевого покриття по еліпсометричним і фотометричним вимірюванням. Проаналізував отримані результати та сформулював висновки.

15. Optical and nanomechanical properties of a-C:H films in IR multilayer coatings / A.G. Gontar, O.M. Kutsay, S.P. Starik, S.N. Dub, V.Y. Gorohov, N.V. Novikov // Summer School Biomedical applications of carbon surfaces. - Lodz, 2004. - P. 8.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Провів спектрофотометричні вимірювання. Взяв участь в аналізі та обговоренні отриманих результатів та формулюванні висновків.

16. Optical Properties of a-C:H Film for IR Multilayer Coatings / S.P. Starik, V.Yu. Gorohov, O.M. Kutsay, A.G. Gontar // Abstract book of 4-th Nanodiamond and Related Materials joint with 6-th Diamond and Related Films. - Zakopane, 2005. - P.148.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Провів спектрофотометричні вимірювання. Проаналізував отримані результати та сформулював висновки.

17. Алмазоподобные оптические и защитные покрытия для элементов ИК оптики / С.П. Старик, А.Г. Гонтарь, Б.А. Горштейн, В.Ю. Горохов, С.Н. Дуб, А.М. Куцай // Собрание трудов седьмой международной научно-технической конференции “Новые материалы и технологии: порошковая металлургия, композиционные материаллы, защитные покрытия”. - Минск, 2006.

Автор взяв участь у виготовлені зразків вуглецевих покриттів. Провів спектрофотометричні і еліпсометричні вимірювання. Виконав моделювання оптичних характеристик аморфного вуглецю, оптимізацію конструкції інтерференційного багатошарового покриття. Проаналізував отримані результати та сформулював висновки.

18. Старик С.П. Математичне моделювання оптичних характеристик шаруватих структур на основі вуглецевих покриттів // Тези доповідей конференції “Надтверді, композиційні матеріали та покриття: отримання, властивості, застосування”. - Київ, 2006. - С. 71-73.

АНОТАЦІЯ

Старик С.П. Підвищення оптико-механічних характеристик багатошарових інтерференційних покриттів шляхом введення до їх складу захисних алмазоподібних плівок. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 - “матеріалознавство”. Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України, Київ, 2007.

Дисертацію присвячено проблемі підвищення оптичних і механічних характеристик багатошарових інтерференційних покриттів. Вивчено фізичні властивості і структурні особливості вуглецевмісних матеріалів a-C:H, a-SiC:H, a-SiC, a-C, a-C NanoDiamond та встановлено, що оптимальним захисним і оптично активним матеріалом шару для багатошарового просвітлюючого покриття з робочим дальнім ІЧ діапазоном є гідрогенізований алмазоподібний вуглець (а-С:Н), осаджений плазмохімічним методом при середній енергії іонів 80-90 еВ і газовій суміші 50 об. % СН₄ і 50 об. % Н₂. При цих параметрах осаджуються плівки з високим вмістом sp³-координованих атомів вуглецю, що забезпечує їх високі механічні властивості (нанотвердість порядку 17 ГПа, модуль пружності 164 ГПа).

Розроблено ефективні методи розв'язку обернених задач оптики шаруватих середовищ типу розпізнавання і проектування, з допомогою яких виконано оптимізацію конструкції нерівнотовщинного багатошарового просвітлюючого покриття для діапазону 8-12 мкм. Синтезовані по ній зразки впевнено відносяться до групи “0” згідно ОСТ-3-1901-85 і мають інтегральний коефіцієнт відбивання світла на рівні 0,1 % в діапазоні 8-12 мкм при задовільних термо- і вологостійкостях.

Ключові слова: алмазоподібна плівка, багатошарове інтерференційне покриття, а-С:Н, a-SiC:H, a-SiC, a-C, a-C NanoDiamond, обернена задача.

АННОТАЦИЯ

Старик С.П. Повышение оптико-механических характеристик многослойных интерференционных покрытий путем введения в их состав защитных алмазоподобных пленок. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.02.01 - “материаловедение”. Институт сверхтвердых материалов им. В.Н. Бакуля НАН Украины, Киев, 2007.

Диссертация посвящена актуальной проблеме оптического материаловедения - повышению оптических и механических характеристик многослойных интерференционных покрытий, благодаря введению в его конструкцию защитного углеродного алмазоподобного слоя.

Построена математическая модель тонкого диэлектрического слоя, основанная на детальном анализе влияния на его оптические свойства таких факторов как поглощение, неоднородность слоя, дисперсия оптических констант материала. Исследованы особенности решения обратных задач синтеза и анализа оптики слоистых сред. Разработанные эффективные подходы, использующие оптимизационные методы второго порядка, к решению обратных задач эллипсометрии, фотометрии и синтеза разнотипных оптических покрытий, с помощью которых выполнена оптимизация конструкции неравнотолщинного многослойного просветляющего покрытия для диапазона 8-12 мкм.

При решении широкого круга обратных задач фотометрии и эллипсометрии получены физически обоснованные данные о профиле и дисперсии оптических констант алмазоподобных гидрогенизированых материалов, которые согласуются между собой и с данными независимых исследований. Обнаружено оптическими и подтверждено структурными исследованиями образование переходного слоя на границе раздела кремния и гидрогенизированого углерода содержащего кислород оставшийся после травления естественного окисла кремния.

На основании результатов эллипсометрических исследований разработано методику определения оптических констант и толщины углеродных покрытий путем проведения иммерсионных эллипсометрических исследований М28.5 - 270:2007.

Исследованы зависимости свойств и структурных особенностей сверхтвердых углеродосодержащих материалов a-C:H, a-SiC:H, a-SiC, a-C, a-C NanoDiamond от технологических параметров осаждения и установлено, что оптимальным защитным и оптически активным материалом слоя для многослойного просветляющего покрытия с рабочим дальним ИК диапазоном есть гидрогенизированый аморфный углерод (а-С:Н), осажденный плазмохимическим методом при средней энергии ионов 80-90 эВ і газовой смеси 50 об. % СН₄ і 50 об. % Н₂. При этих параметрах осаждаются пленки с высоким содержанием sp³-координированных атомов углерода, что обеспечивает их високие механические свойства (нанотвердость порядка 17 ГПа, модуль упрогости 164 ГПа).

Синтезированы образцы просветляющих покрытий и исследованы их эксплуатационные характеристики. Покрытие уверенно относится к группе “0” согласно ОСТ-3-1901-85 и имеет интегральный коэффициент отражения света на уровне 0,1 % в диапазоне 8-12 мкм при удовлетворительной влаго- и термостойкостях.

Ключевые слова: алмазоподобная пленка, многослойное интерференционное покрытие, а-С:Н, a-SiC:H, a-SiC, a-C, a-C NanoDiamond, обратная задача.

SUMMARY

Starik S. Improvement of Optomechanical Characteristics of Multilayer Interference Coatings by Inserting Protective Diamond-Like Films into the Coating Composition. - Manuscript.

Dissertation for Scientific Degree of Candidate of Science (Engineering) in speciality 05.02.01 - Material Science. V.N. Bakul Institute for Superhard Materials of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, 2007.

The dissertation is concerned with a topical problem of the improvement of optical and mechanical characteristics of multilayer interference coatings by inserting a functional layer of diamond-like hydrogenated carbon into the coating composition. Studied were physical properties and structure peculiarities of a-C:H, a-SiC:H, a-SiC, a-C, a-C NanoDiamond carbon-containing materials.

It has been found that the optimal protective and optically active material for a layer of a multilayer antireflection coating with a far IR band is hydrogenated amorphous carbon (a-C:H) plasma-chemically deposited from a gas mixture of 50 vol % CH₄ and 50 vol % H₂ at a mean ion energy of 80-90 eV. The films deposited at these parameters have a high concentration of sp³ configuration carbon atoms, which provides for their high mechanical characteristics (the nanohardness of the order of 17 GPa and elastic modulus of 164 GPa).

Effective methods have been developed to solve identification and design types inverse problems of optics of layered media. With these methods the structure of multilayer antireflection unequal-in-thickness coatings for the range of 8-12 m has been optimized.

Samples synthesized according to this structure are assigned with confidence to group 0 in accordance to OCT-3-1901-85 State Standard and exhibit an integral reflection coefficient of about 0.1 % in the range of 8-12 m, the thermal and water resistances being satisfactory

Key words: Diamond-like film, а-С:Н, a-SiC:H, a-SiC, a-C, a-C NanoDiamond, multilayer interference coatings, inverse problem.

Размещено на Allbest.ru