Основной предмет (школа):
Химия, физика
Область знания (ВУЗ):
Химия поверхности, кристаллохимия, физическая химия, химия твердого тела.
Актуальность:
Один из признаков выхода экспериментальной деятельности на новый уровень – появление и признание исследований на стыке различных направлений науки и техники. Такая тенденция особенно характерна для нанотехнологий. Ярким примером подобного симбиоза является развитие технологии получения функциональных наноразмерных материалов. Новым и относительно простым методом в этой области является химическое осаждение материала из газовой фазы на холодную подложку (CVD - Chemical Vapor Deposition – химическое парофазное осаждение). Данный метод позволяет получать материалы различной структуры (монокристаллы, поликристаллы, аморфные тела и эпитаксиальные слои) и морфологии (пленки, волокна, трубки и т.д.), использовать широкий спектр веществ. Кроме того, варьируя условия процесса осаждения, можно управлять параметрами получаемого материала – регулировать размер частиц и распределение частиц по размерам.
Спектр областей применения технологии CVD весьма широк. Так, использование данного метода в электронике для изготовления твердотельных процессоров позволяет получать тонкие пленки и слои из различных материалов и их комбинаций, а также контролировать структуру этих объектов на уровне, приближающемся к атомному.
Новизна:
Ознакомление с методом получения наноразмерных пленок и методами их исследования на примере простого, безопасного модельного объекта. Теоретическая возможность формирования частиц с заранее заданной морфологией при понимании взаимного влияния разных параметров проведения процесса.
Цель:
Анализ формы и размера частиц в пленках меди, полученных методом химического осаждения из газовой фазы в различных режимах
Задачи:
- обзор литературы по применению метода CVD
- ознакомление с теоретическими основами метода CVD
- получение пленок меди методом CVD в различных режимах: 1) варьирование температуры поверхности, 2) варьирование разницы температуры между парами меди и поверхностью, 3) варьирование скорости испарения меди, 4) варьирование формы поверхности
- исследование полученных пленок методом СЗМ – анализ формы и размера частиц
- построение зависимости формы и размеров частиц меди от каждого из варьируемых параметров и анализ их взаимного влияния
- построение распределения частиц по размерам
- анализ полученных данных
- представление полученных результатов
Экспериментальные подходы:
Ознакомление на практике с методом получения и исследования пленок
Методические подходы:
Обзор литературы по исследуемой тематике: применение метода и теоретические основы, статистическая обработка экспериментальных данных, анализ полученных результатов и их представление
Требующиеся нестандартные реактивы и ресурсы:
Простой исходный материал (модельный объект) – медь, CVD
Освоение школьником теоретического материала:
Введение в химию поверхности и теоретические основы метода
Навыки, получаемые школьником:
Работа с научной литературой, освоение метода получения и исследования пленок, освоение методов статистической обработки экспериментальных данных, навыки в представлении своих результатов
Роль научного руководителя:
общее руководство проектом
Возможная помощь тьюторов:
консультативная помощь на всех этапах проведения эксперимента от планирования до анализа результатов. Предоставление необходимой научной литературы.
Техника безопасности:
работа в лаборатории, работа на СЗМ.
