Разработка и исследование автоэмиссионных катодов на основе углеродных наноструктур тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, доктор наук Хамдохов Залим Мухамедович

• Хамдохов Залим Мухамедович
• доктор наук
• 2025

Оглавление диссертации доктор наук Хамдохов Залим Мухамедович

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Теория автоэлектронной эмиссии

1.2. Углеродные материалы

1.3. Способы получения УНС

1.4. Использование УНС в автоэмиссионных катодах

1.5. Применение барьерных пленок ТК в электронных приборах 32 Выводы к главе 1 35 Глава 2. Методика эксперимента

2.1 Установка рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

2.2. Установки для измерения эмиссионных токов холодных 37 катодов

2.3. Установка резерфордовского обратного рассеяния 42 Выводы к главе 2 44 Глава 3. Разработка и исследование структур для холодных

катодов

3.1. Получение гладких углеродных пленок

3.2. Диффузионно - барьерные пленки ТК для формирования 55 наночастиц в аморфных углеродных пленках

3.3. Разработка и исследование автоэмиссионных сред в 72 структурах нитрид титана-углерод - никель

3.4. Разработка и исследование автоэмиссионных сред в 77 структурах оксид кремния - нитрид кремния - нихром - углерод

3.5. Разработка и исследование графена в структурах углерод - 90 никель - 8Ю2/813К4

Выводы к главе

Глава 4. Разработка и исследование автоэмиссионных сред на основе композиционных материалов

4.1. Метод получения композитных металл - углеродных пленок 101 путем одновременного распыления металла и графита

4.2. Исследование структуры хром - углеродных пленок, 104 полученных путем одновременного распыленияСг и графита

4.3. Исследование структуры титан - углеродных пленок, 116 полученных путем одновременного распыления титана и графита

4.4. Исследование структуры металл - углеродных пленок, 126 полученных путем одновременного распыления нержавеющей стали

и графита

4.5. Исследование структуры медь - углеродных пленок, 136 полученных путем одновременного распыления меди и графита

Выводы к главе

Глава 5. Ионно-плазменный метод получения автоэмиссионных сред на основе углеродных наноструктур

5.1. Разработка технологии изготовления интеркалированного 146 графита для холодных катодов с применением ионно-плазменного

метода

5.2. Ионно-плазменный метод формирования автоэмиссионной 164 среды на поверхности поликристаллической алмазной пленки

Выводы к главе

Глава 6. Автоэмиссионные катоды на основе углеродных материалов

6.1. Разработка и исследование матричных острийных 178 автоэмиссионных катодов с углеродным покрытием

6.2. Автоэмиссионный катод на основе МКП

6.3. Холодный катод на основе сборки МКП с автоэмиссионной 185 средой из коллоидного графита

6.3.1. Структурный и фазовый состав пленок коллоидного графита

6.3.2. Холодный катод на основе сборки МКП

Выводы к главе

Заключение 2QS

Литература 2Q9

Приложение 22б

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование автоэмиссионных катодов на основе углеродных наноструктур»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы исследования

За последние годы проведены многочисленные работы по разработке технологии получения автоэмиссионных (холодных) катодов для различных электронных приборов. Автоэмиссионные свойства материалов определяются работой выхода электронов, которая для массивных проводящих материалов имеет достаточно большую величину (2 - 5 эВ). В связи с этим рабочее напряжение автоэлектронной эмиссии велико -несколько десятков тысяч вольт. Это является основным фактором, ограничивающим использование холодных катодов в технике.

Размерные эффекты имеют значительное воздействие на характеристики наноматериалов, что объясняет, в частности, значительное уменьшение работы выхода (менее 1 эВ) из углеродных наноструктур (УНС). В настоящее время наиболее перспективны источники электронов на основе углеродных наноматериалов (графен, нанографиты, углеродные нанотрубки), имеющих невысокие рабочие напряжения (~1кВ), высокую стабильность тока эмиссии, низкую чувствительность к колебаниям температуры, высокую радиационную стойкость и устойчивость работы в условиях технического вакуума-10-4 Па[1]. Однако низковольтные автоэмиссионные катоды (автокатоды) на основе таких материалов не нашли широкого применения в науке и технике из-за отсутствия достаточных данных о способах получения автоэмиссионных углеродных пленок. Также ситуация усугубляется тем, что углеродная пленка не имеет достаточно хорошего сцепления с подложкой, в результате чего уменьшается ее механическая прочность и долговечность. Кроме того, при нагреве происходит быстрая деградация холодных катодов из-за диффузии атомов подложки в эмиссионную углеродную пленку и вследствие этого ее "отравление". Предотвратить взаимную диффузию между углеродной пленкой и другими материалами в тонкопленочной структуре можно за счет применения диффузионно-барьерных пленок, например из нитрида титана или двухслойного покрытия Si3N4/SiO2.

Таким образом, актуальность разработки холодных катодов из углеродных материалов и исследование их свойств и параметров не вызывает сомнения. Решение этой задачи будет способствовать преодолению существующих на данном этапе проблем технического и технологического характера, которые сдерживают применение холодных катодов в приборах вакуумной электроники.

Степень разработанности темы исследования

В работе [2] продемонстрирована возможность создания микроострийного холодного катода с очень высокой яркостью. Однако эти катоды не нашли практического применения, так как имели небольшой срок службы.

В работах [3,4] описан способ формирования автоэмиссионной пленки путем синтеза наноструктур в аморфной углеродной пленке.

Из анализа литературных данных следует, что углеродные пленки, в которых образуются наноструктуры, являются перспективными автоэмиссионными средами для холодных катодов. В то же время не решена проблема использования несложной и экономной технологии изготовления холодных катодов на основе углеродных наноматериалов в условиях массового производства.

Цель и задачи исследования

Целью работы является разработка основ и подходов к реализации автоэмиссионных сред и автокатодов, предназначенных для приборов вакуумной электроники (рентгеновские трубки, датчики сверхвысокого вакуума, плоские катодолюминесцентные экраны и т.д.).

Диссертационная работа выполнена в рамках «Стратегии развития электронной промышленности Российской Федерации на период до 2030 года».

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

1. Провести анализ характеристик известных автокатодов и автоэмиссионных сред на основе углеродных материалов, выявить их недостатки. Аргументировать направление исследований.

2. Разработать научные основы и способы создания автокатодов и автоэмиссионных сред на основе углеродных материалов с усовершенствованными характеристиками.

3. Разработать технологические основы создания автокатодов на основе углеродных материалов, превосходящих по надежности и стабильности тока эмиссии уровень отечественных и зарубежных аналогов.

4. Разработать процедуры измерения характеристик автокатодов и углеродных автоэмиссионных сред.

5. Провести проверку представленных технологических основ и подходов создания автокатодов и автоэмиссионных сред,

Научная новизна

1. Продемонстрировано образование автоэмиссионных сред в многослойных структурах, содержащих аморфные углеродные пленки, за счет применения диффузионно - барьерных пленок ТК, SiO2/Si3N4 и температурных воздействий

2. Разработана технология изготовления прочных нанокомпозитных углеродных пленок с примесью различных металлов ^е,Сг/Л,Си), позволяющая посредством управляемого одновременного электродугового распыление графита и металла из двух независимых источников формировать автоэмиссионные среды различного фазового состава

3. В процессе бомбардировки ионами Не+ пленок интеркалированного графита, включающих примеси Fе, М, Y2O3, Сг, содержание sp2 - кластеров практически не изменяется, а sp3 - кластеров уменьшается, вследствие их перестройки в более устойчивые химические структуры С-О и С-О-С группы.

4. Формирование графитизированной автоэмиссионной среды в приповерхностном слое поликристаллической алмазной пленки, посредством

её плазменной обработки ионами N и №+, приводит к увеличению содержания sp2- углерода в 1,7 раз, и сопровождается ростом, почти в два раза, интенсивности люминесценции связанной с NV-центрами.

5. Представляется технология изготовления матричных автокатодов диаметром 3 мм, с массивом из 6000 кремниевых микроострий с покрытием из углерода и нитрида титана, позволяющая реализовать стабильный во времени ток автоэмиссии ~1 мкА.

6. Использование сборки из двух микроканальных пластин, каналы одной из которых содержат углеродные наноразмерные структуры, а каналы второй микроканальной пластины активированны к процессам вторичной эмиссии, позволяет создать автокатодный узел, обеспечивающий в импульсном режиме стабилизацию токов величиною ~ 50 мкА при напряжениях ~ 1200 В.

Теоретическая значимость работы. Впервые разработана новая конструкция холодного катода на основе сборки микроканальных пластин типа шеврон с эмиссионным углеродным слоем в каналах. Предложен электродуговой метод формирования нанокомпозитных углеродных пленок с примесью различных металлов (М, Fe, Ti, Cu) для холодных катодов.

Практическая значимость работы подтверждена следующим:

- актом о внедрении результатов диссертации от 07.07.2023 № 1002453/1-26, выданное ФГАОУ высшего образования «Национальный исследовательский университет «Московский институт электронной техники» (г. Зеленоград, Москва);

- актом о внедрении № 49 от 06 октября 2023 г., выданное предприятием ООО «Оптико-электронные системы и технологии» (г. Гатчина).

Методология и методы исследования

Объект исследования - способы формирования автоэмиссионных углеродных сред для приборных применений и холодные катоды. Для достижения поставленной цели применялись резерфордовское обратное

рассеяние (РОР), атомный силовой микроскоп (АСМ), рентгенофазный анализ (РФА), растровая электронная микроскопия (РЭМ), рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС) и комбинационное рассеяние света (КРС).

Положения, выносимые на защиту

1. Использование диффузионно - барьерных пленок TiN, SiO2/Si3N4 и температурных воздействий позволяет формировать автоэмиссионную среду в многослойных структурах, содержащих аморфные углеродные пленки.

2. Одновременное управляемое электродуговое распыление графита и металла из двух независимых испарителей, позволяет получать нанокомпозитные металл - углеродные пленки разного фазового состава.

3. Ионно-плазменная обработка интеркалированного графита содержащего примеси Fе, Ni, Y2O3, Сг, позволяет получить автоэмиссионную среду, содержащую sp2 - кластеры размером ~5 нм.

4. Плазменная обработка поверхности поликристаллической алмазной пленки ионами N+ и He+ позволяет формировать автоэмиссионную среду в форме графитизированного слоя.

5. Матричная конструкция автокатода диаметром 3 мм, содержащего 6000 кремниевых микроострий с покрытием из углерода и нитрида титана, нанесенных методом электродугового распыления, позволяет получить ток эмиссии ~1 мкА при рабочем напряжении 3 кВ.

6. Автокатодный узел на основе сборки из 2-х микроканальных пластин, каналы одной из которых содержат углеродные наноразмерные структуры, а каналы второй активированы к процессам вторичной эмиссии, обеспечивает усиление и стабилизацию электронного потока.

Степень достоверности результатов работы

Методы исследования основывались на применении современного аналитического оборудования. Анализ результатов эксперимента проводился с учетом многочисленных исследований по определению параметров

автоэмиссионных пленок и зависимости этих параметров от условий формирования.

Личный вклад автора

Автору принадлежит ведущая роль в подавляющем большинстве работ по теме диссертации. Постановка задач, теоретический анализ и экспериментальные исследования автором проводились самостоятельно либо при его участии. Также автор лично выполнял работы по представлению результатов диссертационной работы к печати.

Апробация результатов исследования

Результаты работы докладывались на следующих конференциях:

1. Международная научно-практическая конференция «Микро и нанотехнологии в электронике», г. Нальчик, 2009, 2010, 2011, 2014, 2015, 2019, 2021, 2023, 2024 г.

2. Международная конференция по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, г. Москва, 2011, 2012, 2015, 2018 г.

3. Международный конгресс BITs Annual World Congress of Advanced Materials-2017. Abstract. Xian, China.

4. Международный конгресс BIT s 7 Annual World Congress of Nano Science and Technology-2017. Abstract. Fukuoka. Japan.

5. Международная научно-практическая конференция «Интеллектуальные системы и микро-системная техника», КБР, поселок Эльбрус, 2018, 2021, 2022 г.

Публикации

По теме диссертации напечатаны 19 статей в рецензируемых журналах, имеются два патента.

Структура и объем диссертации

Работа состоит из введения, шести глав, заключения и списка литературы из 165 наименований. Диссертация содержит 225 страниц, включая 124 рисунка и 6 таблиц.

Список статей в журналах, рекомендованных ВАК

1. Galkin G.N., Dravin V.A., Epifanov M.S., Khamdokhov Z.M. Channeled ion implantation of As+ in silicon at 300 0C. Radiation Effects and Defects in Solids, 1983. Vol. 77, № 1-2. P. 57-66.

2. Ильичев Э.А., Кириленко Е.П. Петрухин Г.Н., Рычков Г.С., Сахаров О.А., Хамдохов З.М., Хамдохов Э.З., Чернявская Е.С., Щупегин М.Л., ЩекинА.А. Способ формирования графеновых пленок//ЖТФ. 2014. Том 84. Выпуск 7. С. 62 - 66.

3. Khamdokhov E.Z., Khamdokhov Z.M., Kulikauskas V.S., Chernykh P.N., Serushkin S.V., Migunova E.S. Effect of termal annealing on the properties of a C/N heterostructure//The journal of surface investigation. Х - ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2014. V. 8. № 6. P. 1299 - 1301.

4. Хамдохов Э.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Хамдохов А.З., Калажоков З.Х., Калажоков Х.Х. Получение углеродных пленок методом электродугового распыления графита в магнитном поле//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. -2014. -№ 12. -С. 68-73.

5. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Куликаускас В.С., Черных П.Н. Особенности напыления пленок TiN вакуумно-дуговым методом//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 7. С. 37-39.

6. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Куликаускас В.С., Черных П.Н. Особенности структуры пленки TiN после облучения ионами азота//Поверхность.Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 10. С. 95-98.

7. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов Э.З., Хамдохов З.М., Калажоков З.Х., Калажоков Х.Х. РФЭС - исследования пленок нитрида титана, сформированных электродуговым методом//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2015. № 7. С. 6165.

8. Z.M. Khamdokhov, Z.Kh. Kalazhokov, R.Sh. Teshev, Kh.Kh. Kalazhokov//Cromium - Nickel Alloy for the synthesisof carbon Nanoparticles. Nano Hybrids and Composites. -2020. Vol. 28, pp. 123 - 130.

9. Z.M. Khamdokhov, Z.Ch. Margushev, E.Z. Khamdokhov, R.Sh. Teshev and M.D. Bavizhev. Field - Emission Cathodes Based on MicroChannel Plates. Semiconductors, 2019. Vol. 53, № 15, pp. 63 - 65.

10. Z.M. Khamdokhov, G.V. Fedotova, P.S. Samodurov, and M.A. Shermetova. Cold cathodes based on an assembly of microchannel plates for low-power X-ray tubes//Instruments and Experimental Techniques. 2021, vol. 64, No. 1, pp. 117-120.

11. Хамдохов 3.M., Калажоков З.Х., Наумкин А.В., Карамурзов Б.С., Калажоков Х.Х., Тарала В.А., Крандиевский С.О. Особенности фазового состава пленок, полученных методом одновременного электродугового распыления графита и хрома из двух испарителей//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2021. -№ 2.С. 67-72.

12. Z.M. Khamdokhov, Z.Ch. Margushev, Z.Kh. Kalazhokov, Kh.Kh. Kalazhokov, D.D. Levin. Investigation of the Chemical Composition of Films Deposited by the Electric-Arc Sputtering of Graphite and Titanium from TwoSources//Semiconductors, 2022, Vol. 56, № 13, p.p. 9-13.

13. З. М. Хамдохов, З.Ч. Маргушев, З.Х. Калажоков, X. X. Калажоков, М.Р. Тленкопачев, Д.Д. Левин, Х.Х. Лосанов. Особенности структуры и состава пленок, полученных с помощью аэрозольного распыления растворов коллоидного графита//Известие вузов. Электроника. № 5. 2022. С. 581-590.

14. Z.M. Khamdokhov, Z.Ch. Margushev, Z.Kh. Kalazhokov, Kh.B. Kushchov, Kh.Kh. Kalazhokov, R.Sh. Teshev. On the Phase Composition of Nanoscale Metal - Carbon Films Produced by the Two -Evaporator Method//The journal of surface investigation. Х - ray Synchrotron and Neutron Techniques. 2023. V. 17. № 6. P. 8317 - 8321.

15. Z.M. Khamdokhov, Z.Ch. Margushev, Z.Kh. Kalazhokov, Kh.Kh. Kalazhokov, Kh.B. Kuskhov and R.Sh. Teshev. Peculiarities of the Impact of a Helium Ion Beam on an Intercalated Graphite Film//Semiconductors. 2024. Vol. 58.№ 13, pp. 1077-1083.

16. З.М. Хамдохов, З.Ч. Маргушев. Особенности структуры композитных пленок Cu-C, полученных ионно-плазменным методом//Труды МФТИ. 2024. Том 16. № 3. С. 127-132.

17. З. М. Хамдохов, З. Ч. Маргушев, З. Х. Калажоков, Э.А.Ильичев, А.В. Ромашкин. Ионно-плазменный метод модификации слоя на основе поликристаллической алмазной пленки//Труды МФТИ. 2024. Том 16. № 3. С. 133-139.

18. З. М. Хамдохов, З. Ч. Маргушев, А.Н. Демидова, Э.А. Ильичев, Д.А. Корляков, Г.Н. Петрухин, А.В. Ромашкин. Воздействия излучений фемтосекундных лазерных импульсов на фазовый состав и фотолюминесценцию поликристаллических алмазных пленок, выращенных CVD методом//Труды МФТИ. 2024. Том 16. № 4. С. 150-164 .

19. Хамдохов З. М., Маргушев З. Ч., Калажоков З. Х., Калажоков Х. Х. Влияние облучения ионами N+, Ar+, He+ на структуру коллоидного графита//Известие вузов. Электроника. 2025; 30 (3). С. 287-292.

Патенты

1. Хамдохов З.М., Хамдохов Э.З. Способ изготовления катода на основе массива автоэмиссионных эмиттеров//Патент РФ № 2640355 от 18 апреля 2016г.

2. Хамдохов З.М., Хамдохов Э.З. Способ изготовления автоэмиссионного катода на основе микроканальных пластин//Патент РФ № 2743786 от 08 августа 2019 г.

Список статей, напечатанных в сборниках конференций

1. Хамдохов А.З., Хамдохов Э.З., Хамдохов З.М. Нанесение углеродных пленок с помощью источника ионов типа «Радикал» // Микро - и

нанотехнологии в электронике: Материалы Международной научно-технической конференции. Нальчик. -2009. -С. 141-143.

2. Хамдохов А.З., Хамдохов Э.З., Хамдохов З.М. Влияние морфологии кремниевой подложки на форму поверхности пленок ТК иЛС // Микро - и нанотехнологии в электронике: Материалы Международной научно-технической конференции. Нальчик. 2010. С. 126-127.

3. Тешев Р. Ш., Хамдохов З. М., Хамдохов Э. З., Ильичев Э.А., Петрухин Г.Н. Установка для измерения автоэмиссионных токов//Материалы IV международной научно-технической конференции «Микро и нанотехнологии в электронике». Нальчик. 2011. С. 155-156.

4. Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Хамдохов А.З., Куликаускас В.С., Черных П.Н.//Особенности напыления пленок TiN вакуумно-дуговым методом. Тезисы докладов XL1 международной конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва 31 мая - 2 июня

2011. С. 171.

5. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М. Куликаускас В.С., Черных П.Н.//Особенности структуры пленки после облучения иона азота. Тезисы докладов XL11 международной Тулиновской конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва 29 мая - 31 мая

2012. С. 160.

6. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Хамдохов Э.З., Ильичев Э.А. Исследование зависимости структуры пленки ТК от толщины// Материалы Международного симпозиума«Устойчивое развитие: проблемы, концепции, модели». Нальчик: Кабардино-Балкарский научный центр РАН -

2013.- С. 50-52.

7. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов Э.З., Хамдохов З.М., Калажоков З.Х., Калажоков Х.Х. Особенности формирования пленок ТКэлектродуговым методом//Микро- и нанотехнологии в электронике: Материалы Международной научно-технической конференции. Нальчик. -

2014.- С. 171-172.

8. Хамдохов Э.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Калажоков З.Х., Калажоков Х.Х., Куликаускас В.С., Ерискин Ф.Ф.Свойства хром -никелевого сплава после воздействия пучка ионов углерода//Тезисы докладов XLV международной Тулиновской конференции по физике взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва 26 мая - 28 мая 2015. С. 88.

9. Хамдохов Э.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов А.З., Казадаева Е.В., Хамдохов З.М. Вакуумно-дуговой метод получения субмикронных пленок титана//Микро- и нанотехнологии в электронике: Материалы Международной научно-технической конференции. Нальчик: Каб.-Балк. унт.- 2015.- С. 242-245.

10. Хамдохов Э.З., Хамдохов А.З., Хамдохов З.М. Кремниевые полевые эмиттеры с защитными покрытиями.//Перспективные инновационные проекты молодых ученых КБР: Материалы республиканской конференции студентов аспирантов и молодых ученых. Нальчик- 2015.- С. 97-99.

11. Zalim Khamdokhov. The field emission cathode on the basis of a microchannel plate//BITs 6 Annual World Congress of Advanced Materials-2017. Abstract. Xian, China. P. 237.

12. Z.M. Khamdokhov. Production of carbon films by the electric sputtering of graphite for Nano-Electronics//BITs 7 Annual World Congress ofNano Science and Technology-2017. Abstract. Fukuoka. Japan. P. 230.

13. З.М. Хамдохов, З.Ч. Маргушев, Э.З. Хамдохов, Р.Ш. Тешев, М.Д. Бавижев. Способы получения автоэмиссионных катодов//Сб. трудов международной научно-практической конференции «Интеллектуальные системы и микросистемная техника», КБР, пос. Эльбрус, 6-8 февраля 2018. С. 84-90.

14. З.М. Хамдохов. Формирование автоэмиссионных катодов на основе углеродных материалов, полученных ионно-плазменным методом//Тезисы докладов XLVIII международной Тулиновской конференции по физике

взаимодействия заряженных частиц с кристаллами, Москва 29 мая - 31 мая 2018. С. 170.

15. З.М. Хамдохов, Р.Ш. Тешев, З.Х. Калажоков, Х.Х. Калажоков. Применение нихрома в качестве катализатора для синтеза углеродных наночастиц//Микро- и нанотехнологии в электронике. Материалы Х1 Международной научно- технической конференции. Нальчик: Каб.-Балк. унт.- 2019. С. 496-501.

16. З.М. Хамдохов, З.Ч. Маргушев, З. Х.Калажоков, Х.Х. Калажоков, Д. Д. Левин. Исследование фазового состава автоэмиссионных углеродных пленок на основе коллоидных графитов//Микро- и нанотехнологии в электронике. Материалы Х11 Международной научно- технической конференции - Нальчик: Каб.-Балк. ун-т., 2021. С. 286-292.

17. З.М. Хамдохов, З.Ч. Маргушев, З. Х. Калажоков, Х.Х. Калажоков, Д.Д. Левин//Фазовый состав пленок, полученных методом одновременного электродугового распыления графита и титана из двух источников//Сборник трудов международной научно-практической конференции «Интеллектуальные системы и микросистемная техника», КБР, пос. Эльбрус, 03-09 февраля. 2021. С. 84-92.

18. Хамдохов З.М., Маргушев З.Ч., Калажоков З.Х., Калажоков Х.Х., Тленкопачев М. Р., Лосанов Х.Х., Левин Д.Д.//Исследование структуры и состава пленок, полученных с помощью аэрозольного распыления растворов коллоидного графита//Сборник трудов международной научно-практической конференции «Интеллектуальные системы и микросистемная техника», КБР, пос. Эльбрус, 01-07 февраля 2022. С. 152-160.

19. З.М. Хамдохов, З.Ч. Маргушев, З. Х. Калажоков, Х.Х. Исследование влияния бомбардировки ионами инертного газа на спектр комбинационного рассеяния интеркалированного графита//Микро- и нанотехнологии в электронике. Материалы Х111 Международной научно-технической конференции - Нальчик: Каб. -Балк. ун-т., 2023. С 42-44.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Теория автоэлектронной эмиссии

Автоэлектронная (полевая) эмиссия - это испускание поверхностью твердого тела электронов под действием сильного электрического поля примерно 107-108 В/см [1-3].

На рисунке 1 показана энергетическая диаграмма потенциального барьера, которую электроны за счет туннельного эффекта могут преодолеть и покинуть твердое тело.

Рисунок 1 - Потенциальный барьер на границе металл - вакуум

Потенциальный барьер и(х) на границе металл - вакуум описывается следующей формулой:

и(х) = -\е\ех-^ (1)

где Е - напряженность поля, е - заряд электрона, х - расстояние удаления электрона от поверхности твердого тела.

Из рисунка 1 видно, что при приложении электрического поля высота и ширина потенциального барьера уменьшается.

Зависимость тока автоэлектронной эмиссии J от напряженности поля Е, приложенного к поверхности твердого тела, описывается формулой Фаулера - Нордгейма:

у = С1Е2ехр{-^^}, (2)

где функции ^у), 0(у) можно представить в виде ^1, 0~(1-у2), ф - работа выхода электрона.

Из формулы (2) следует возможность получения очень больших плотностей токов порядка 1011 А/см2. Однако на практике такие токи невозможно достичь из-за разрушения автоэмиссионного эмиттера.

В настоящее время автоэлектронная эмиссия нашла широкое применение в приборах вакуумной электроники, рентгеновских трубках и вакуумных датчиках давления.

1.2. Углеродные материалы

Углеродные материалы широко применяются в электронике для изготовления приборов, работающих при повышенной температуре. В

природе существуют следующие аллотропные модификации углеродных материалов (рисунок 2):

1. Алмаз и графит - трехмерные структуры.

2. Графен - двумерная структура.

3. Углеродная нанотрубка - одномерная структура.

4. Фуллерен - нульмерная структура.

Особый интерес для наноэлектроники имеют графен и углеродные нанотрубки (УНТ) из-за их выдающихся механических и электрофизических свойств [1-28].

Рисунок 2 - Углеродные материалы

Диаграмма состояния углерода представлена на рисунке 3.

Рисунок 3- Схема состояния углерода: 1- зона графита, 2- зона алмаза,

3- зона расплавленного углерода

Графит- это модификация углерода, в которой атомы углерода находятся в состоянии sp2-гибридизации[5]. Кристаллическая решетка графита представлена на рисунке 4.

Для графита характерен черный цвет с металлическим блеском. Графит имеет природное или искусственное происхождение. Искусственный графит получают путем нагрева каменного угля с пеком или пиролизом углеводородов. Графит вступает в химическую реакцию с растворами

щелочей и окислителей. Наиболее химически инертным является пирографит.

О,Щи К

Рисунок 4 - Кристаллическая решетка графита

Алмаз - это модификация углерода, в которой атомы углерода находятся в состоянии sp3- гибридизации. Кристаллическая решетка алмаза имеет структуру тетраэдра, в центре и в вершинах которого находятся атомы

углерода. Расстояние между атомами углерода равно 0.154 нм (рисунок 5). Алмаз - самый твердый среди твердых тел благодаря ковалентным связям между атомами. Алмаз имеет высокую теплопроводность до 2300 Вт/м*К, температуру плавления (3700-4000 0С) при давлении 11 ГПа. Ширина запрещенной зоны полупроводникового алмаза равна 5.5 эВ.

Рисунок 5 - Кристаллическая ячейка алмаза

Углеродная нанотрубка (УНТ) - это аллотропная модификация углерода, представляющая собой полый цилиндр диаметром от десятых до несколько десятков нанометров.

Свойства УНТ (полупроводниковые или металлические) зависят от величины диаметра трубки и направления закрутки графитового листа. Существует два вида УНТ: одностенные и многостенные углеродные нанотрубки. УНТ имеют высокую механическую прочность, электропроводность и низкую работу выхода электронов

Графен - слой графита толщиной в один графитовый лист был впервые получен Андреем Геймом и Константином Новоселовым [9,10]. Графен является подающим большие надежды материалом наноэлектроники. Графен имеет высокую подвижность электронов ~200000 см2/В*с, механическую прочность~1 ТПа, теплопроводность ~5*103 Вт*м-1К-1 и термостойкость до 500 0С.

Фуллерен С60- это шарообразная молекула углерода, напоминающая по форме шар диаметром 0.7024 нм, состоящий из двенадцати пятиугольников и двадцати шестиугольников. Фуллерен является органическим полупроводником.

1.3. Способы получения УНС

Существуют следующие способы получения углеродных нанотрубок: электродуговое распыление графита, лазерное испарение графита и пиролиз углеводородов - метод CVD.

Впервые способ электродугового распыления графита в атмосфере инертного газа для получения УНТ предложил Кретчмер (рисунок 6) [11].

Электродуговое распыление катода из графита проводилось в атмосфере рабочего газа - гелия при давлении ~ 100 Тогг. Расстояние между анодом и катодом равнялось ~ 2 мм. Ток дуги имел значение в пределах от 100 А до 200 А при напряжении до 20 В. В результате этого на графитовом электроде образовывался катодный осадок, который содержал 10 % УНТ

, 3

Рисунок 6 - Установка для получения УНТ: 1 - графит; 2 - штанги;

3 - камера; 4 - пружины

Схема установки для синтеза углеродных нанотрубок методом лазерной абляции представлена на рисунке 7 [17]. В кварцевую трубу с помещали графитовую мишень с катализаторами N1 и Со, затем нагревали ее до температуры 1200 0С и подавали гелий со скоростью ~ 2 м/с при давлении 500 Тогг. Мишень распыляли с помощью импульсов излучения длительностью 10 нс и мощностью 250 мДж от неодимового лазера. Продукты распыления мишени, осажденные на охлаждаемом коллекторе, содержали до 50% УНТ.

Рисунок 7 - Схема установки лазерной абляции

Главным фактором, ограничивающим применение метода лазерной абляции, является низкая производительность.

Наиболее перспективным методом промышленного получения УНТ является метод химического осаждения из пара (СУС метод) [18].

Схема CVD метода показана на рисунке 8. В данном методе применяется пиролиз углеводородов при температурах от 500 до 1100 0С в присутствии катализаторов N1 и Со.

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Хамдохов Залим Мухамедович, 2025 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Гуляев Ю.В. Углеродные нанотрубные структуры - новый материал для эмиссионной электроники //Вестник РАН.2003. Т. 73. № 5. С. 389-391.

2. Конакова Р.В., Охрименко О.Б., Светличный А.М., Агеев О.А., Волков У.Ю., Коломийцев А.С., Житяев И.Л., Спиридонов О.Б. Характеризация автоэмиссионных катодов на основе пленок графена на SiC //ФТП. 2015. Т. 49. Вып.9. С. 1278-1281.

3. Фурсей Г.Н., Поляков М.А., Кантонистов А.А., Яфасов А.М., Павлов Б.С., Божевольнов В.Б. Автоэлектронная и взрывная эмиссия из графеноподобных структур // ЖТФ. 2013.Т.83. Вып. 6. С. 71-77.

4. Савельев С.Г., Синицын Н.И., Торгашов Г.В., Григорьев Ю.А. Исследование пленочных углеродных катодов, полученных методом пиролиза гептана//В сб. Материалы международной конференции «Современные проблемы электроники и радиофизики СВЧ» (20-24 марта 2001.Саратов). С. 138.

5. Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.1: А-Дарзана //Ред-кол.: Кнунянц И.Л. (гл. ред.) и др.-М.: Сов.энцикл. 1988. С. 607-609.

6. Avorius P., Chen Z. and Perebeinos V. Carbon-based electronics//Nat. Nanotechnol// 2, 2007. P. 605-607.

7. Karthik Subramanian. «Development of Nanocrystalline Diamond Lateral Vacuum Field Emission Devices». Dissertation submitted to Vanderbilt University for degree of Doctor of Philosophy. August 2008, Nashville, Tennessee.P. 209.

8. N. Tatsumi, A. Veda, Y. Sekiet, et.al. Fabrication of Highly Uniform Diamond Electron Emitter Devices, SEI Technical Revier, N 64, April 2007, P. 1520.

9. K. S. Novoselov and A. K. Geim: "The electronic properties of graphene". Department of Physics and Astronomy, University of Manchester, Manchester, M13 9PL, United Kingdom - 14 January 2009 - 54.

10. Novoselov K.S., Geim A.K. The rise of graphene//Nat. Mater. 6. 2007. P. 183-191.

11. Kratschmer, L.D. Lamb, K. Fostiropoulos, D.R. Huffman//Nature. 1990. Vol. 347.P. 354.

12. Kang W.P., Davidson J.L., Wisitsora A. et. al. Diamond vacuum field emission devices // Diamond and Related Materials, 2004, V. 13, P. 1944-1948.

13. П.Н. Дьячков. Углеродные нанотрубки: строения, свойства, применеия // М.: ВИНОМ. Лаборатория знаний. 2006. С. 23-24.

14. Елецкий А.В. Углеродные нанотрубки и их эмиссионные свойства // УФН. 2002. Т. 172. № 4. С. 401-438.

15. Старостин В. В. Материалы и нанотехнологии - М.: БИНОМ. 2008. С. 46-83.

16. Y. Lee et. al., Wafer-Scale Synthesis and Transfer of Graphene Films / Samsung / DOI: 10.1021/nl903272n

17. A.C. Dillon, P.A. Parilla, J.L. Alleman, J.D. Perkins, M.J. Heben// Chem. Phys. Lett., 316, 13.2000.

18. M. Endo, K. Takeuchi, K. Robori et al. // Pyrolytic carbon NT from vapor-grown carbon fibers. Carbon. 1995. 33. 7. P. 873.

19. X. Wang, Y. Liu, and D. Zhu. Aligned carbon nanotubes, In: Encyclopedia of nanoscience and nanotechnology, Edited by H.S. Nalwa. Amer. Sci. Publ., vol. 1, 1-15(2004).

20. В.П. Новиков, С.А. Кирик.Низкотемпературный способ получения графена. Письма в ЖТФ. 2011.Т. 37. Вып 12. С. 44-49.

21. Д.Ю. Усачев, А.М. Шикин, В.К.Адамчук, А.Ю. Варыхалов, O. Rader// ФТТ. 2007. Т. 49. С. 899-907.

22. D. Usachov, A.M. Dobrotvorski, A. Varykhalov et. al.//Phys. Rev. B. 2008. Vol. 78.P. 085403-1-085403-8.

23. Д.Ю. Усачев, А.М. Добротворский, А.М. Шикин и др.//Известия РАН. Серия физическая. 2009. Т. 73. С. 719-722.

24. Д.Ю. Усачев, А.М. Добротворский, В.К. Адамчук, А.М. Шикин и др. //Известия РАН. Серия физическая. 2010. Т. 74. С. 30-33.

25. Iijima, S. Helical microtubules of graphitic carbon //Nature. 1991. Vol. 354. N 6348.Р. 56 - 58.

26. Золотухин И.В. Углеродные нанотрубки.//Соросовский образовательный журнал. 1999.№3. С. 111-115.

27. E.Il'ichev, A. Kuleshov, E. Poltoratskii, G. Rychkov, The amplifier-concentrator as the base element of the emission electronics//International conference " Micro- and nanoelectronics 2012", RAS RFBR, Moscow-Zvenigorod, October 5-9, 2009. P. 1-24.

28. Э.А. Ильичев, А.Е. Кулешов, Р.М. Набиев, Г.Н. Петрухин и др. Использование графена в вакуумной микро- и наноэлектронике//Письма в ЖТФ, 2013, Т. 39, вып. 18, стр. 25-31.

29. В.А. Беспалов, Э.А. Ильичев, А.Е. Кулешов, Р.М. Набиев, Г.Н. Петрухин,Г.С. Рычков, МЭМС-переключатели в радиочастотной электронике. 1.Актуальность, проблемы реализации, предварительные оценки. Обзор//Известия высших учебных заведений. «Электроника». 3. 2013 (101), с.64-72.

30. В.А. Беспалов, Э.А. Ильичев, А.Е. Кулешов, Р.М. Набиев, Г.Н. Петрухин, Г.С. Рычков, МЭМС-переключатели в радиочастотной электронике. Состояние разработок и перспективы. Обзор// Известия высших учебных заведений «Электроника» 4/2013 (102), с.61-74.

31. А.Е. Кулешов, Е.С. Чернявская, «Вакуумный эмиссионный триод -элемент эмиссионной электроники»//Тезисы докладов «V Всероссийская молодежная конференция по фундаментальным и инновационным вопросам современной физики», Москва, ФИАН, 10-15 ноября, 2013, ЮВС, С. 131.

32. Heo S.H. et. al. X-ray tubes with carbon nanotubes cathode//Appl. Phys. Lett. 2007.90, 183 109

33. Охрименко О.Б., Конакова Р.В., Светличный А.М., Спиридонов О.Б., Волков Е.Ю.//Оценка автоэмиссионных свойств наноструктур на основе

карбида кремния и графена/ZNanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. 2G12. Т. 1G. № 2. С. 335-342.

34. Соминский Г.Г., Тарадаев Е.П., Тумарева Т.А., Mишин M.B., ^рнишин С.Ю//Простой в изготовлении многоострийный полевой эмиттер. ЖТФ. № 7. 2G15. С. 135-137.

35. Соминский Г.Г., Тумарева Т.А., Тарадаев Е.П., Руковицына А.А., Гиваргизов M.E., Степанова А.Н. Mногоостpийные кольцевые полевые эмиттеры с защитным металл- фулереновыми покрытиями//ЖТФ, 2G19, выпуск 2, С. 3G2.

36. Ерошкин П.А., Шешин Е.П., Электронная пушка для рентгеновской трубки с автоэмиссионным катодом//Труды MФТИ, 2G14, Т. б. № 1. С. 4б-53.

37. Дворина Л.А., Драненко А.С. Mикpоэлектpоника и тугоплавкие соединения. ^ев, 199б. 48 с.

3S. Wittmer M. // J. VacuumSci. Technol. 1985. Vol. A3.N 4.P. 1797-1803.

39. Андреев А.А., Гаврилко ИВ., ^нченко B.B. /^XOM. - 198G. № 3.

С. б4.

40. Андриевский Р.А., Спивак И.И. Нитрид кремния и материалы на его основе. M.: Mеталлуpгия. 1984.13б с.

41. Асанов Б.У., Mакаpов B.П. // Bестник KPCУ.2GG2. №2. С. 4.

42. Hultman L. Termal stability of nitride thin films//Vacuum. 2GGG. № 57(1). P. 1-30.

43. Lammers D. IEDM: STMicro Adds TSVs, еDRAM to 28nm SOI CMOS. - http://semimd.com/blog/2G11/12/G7/iedm-stmicro-adds-tsvs-edram-to-28nm-soi-cmos.

44. Болтовец Н,С., Иванов B.H, Kонакова P.B. Mиленин B.B., Bойциховский Д.И. Mежфазные взаимодействия и термодеградация контактных структур TiN^TiB^-n-n+^i, стимулированные быстрыми термическими отжигами//ЖТФ. 2GG3. Т. 73. Bbm. 4. С. 63-70.

45. Боднарь ДМ., Kастpюлев А.Н., Kоpольков С.Н., Толубов K.r. Способ изготовления интегральных схем с диодами Шоттки, имеющими

различную высоту потенциального барьера//Патент РФ H01L21/82 от 20 октября 2000 г.

46. Тешев Р. Ш., Хамдохов З. М., Хамдохов Э. З., Ильичев Э.А., Петрухин Г.Н. Установка для измерения автоэмиссионных токов//Материалы IV международной научно-технической конференции «Микро и нанотехнологии в электронике». Нальчик. 2011. С.155-156.

47. Черных П.Н., Чеченин Н.Г. Методика ионно- пучкового анализа на ускорителе HVEEAN-2500. М.: МГУ. 2011. 41 с.

48. Ивахненко Н.Н., Самойлова З.А., Бадекин М.Ю.//В1сник Донецького Национального Ушверситету, Сер.А: Природнич1 науки.-2011.№1.С.58.

49. Заритовский А.Н., Котенко Е.Н., Грищук С.В., Глазунова В.А., Волкова Г.К. Синтез углеродных наноматериалов при микроволновом каталитическом пиролизе целлюлозы//Физико-химические аспекты изучения кластеров и наноматериалов - 2023-вып.15.С. 973-981.

50. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Куликаускас В.С., Черных П.Н. Особенности напыления пленок TiN вакуумно-дуговым методом //Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования-2013.-№ 8. С.37-39.

51. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Куликаускас В.С., Черных П.Н. Особенности структуры пленки TiN после облучения ионамиазота//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования- 2013.-№ 10. С. 95-98.

52. Хамдохов А.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов Э.З., Хамдохов З.М., Калажоков З.Х., Калажоков Х.Х.РФЭС - исследования пленок нитрида титана, сформированных электродуговым методом//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования- 2015.-№ 7. С. 61-65.

53. Хамдохов А.З., Хамдохов Э.З. Способ получения однофазных пленок нитрида титана //Патент РФ № 2497977от 10 ноября 2013 г.

54. Нанонаука и нанотехнологии. Энциклопедия систем жизнеобеспечения. М.: EOLSS. 2010. С. 218.

55. Paul K. Chu, Liuhe Li. // Materials Chemistry and Physics. 2006.V. 96.

P.253.

56. Волкова Я.Б., Резчикова Е.В., Шахнов В.А. Методы получения и результаты исследования свойств графена//Инженерный журнал: наука и инновации, 2013. Вып. 6.

URL: http://engj ournal. ru/catalog/nano/hidden/807. html

57. R. Satio, M. Hofman, G. Dresselhaus, A. Jorioand, M.S. Dresselhaus. Raman Spectroscopy of graphene and carbon nanotubes//Advances in Physics,

2011.Vol. 60. № 3.P. 413-550.

58. Пул-мл Ч., Оуэнс Ф. Нанотехнологии. М.: Техносфера, 2006. С. 187

59. Khamdokhov E. Z.,Khamdokhov Z.M., Kulikauskas V. S., Chernykh P. N., Serushkin S. V., Migunova E. S. Effect of Thermal Annealing on the Properties of a C/Ni Heterostructure//The Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. - 2014. -Vol.8- № 6- P. 1299-1301.

60. Хамдохов Э.З., Тешев Р.Ш., Хамдохов З.М., Хамдохов А.З., Калажоков З.Х. Калажоков Х.Х. Получение углеродных пленок методом электродугового распыления графита в магнитном поле//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2014. № 12. С. 68-73.

61. URL http://srdata.nist. gov.

62. URLhttp://xpssimplified.com/elements/carbon.php.

63. Lorenz P., Finster J., Wendt G., Salyn J.V., Zumadilov E.K., Nefedov V.I. //J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.1979. V. 16. P. 267.

64. Tao Jiang, Inger Odnevall, Wallinder, and Gunilla Herting. Chemical Stability of Chromium Carbide and Chromium Nitride Powders Compared with Chromium Metal in Synthetic Biological Solutions//ISRN Corrosion Volume

2012, Article ID 379697, 10 pages.

65. Healy M.D., Smith D.C., Rubiano R.R., Elliot N.E., Springer R.W. Chem. Mater. 1994. V. 6. P. 448-453.

66. Wendy Fredriksson, Kristina Edstrom. XPS study of duplex stainless steel as a possible current collector in a Li-ion Battery//Electrochimica Acta. 2012. 79. P. 82- 94.

67. Sleigh C., Pijpers A.P., Jaspers A., Coussens B., Meier R.J. J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 1996. 77, 41.

68. URLhttp://xpssimplified.com/elements/chromium.php

69. URLhttp://xpssimplified.com/elements/nickel.php.

70. А.П. Бахтинов, В.Н. Водопьянов, З.Д. Ковалюк, З.Р. Кудринский, В.В. Нетяга, В.В. Вишняк, В.Л. Карбовский, О.С. Литвин. Морфология, химический состав и электрические характеристики гибридных структур, выращенных на основе нанокомпозита (Ni-C) на ван-дер-ваальсовой поверхности (0001) GaSe //ФТТ.2014. Т. 56. Вып. 10. C. 2050-2061.

71. Dube C.E., Workie B., Kounaves S.P., Robbat A., Jr, Aksu M.L. and Davies G. // J. Electrochem. Soc. 1995. V. 142. P. 3357-3365.

72. Paul K. Chu, Liuhe Li//Materials Chemistry and Physics. 2006.V. 96.

P.253.

73. Волкова Я.Б., Резчикова Е.В., Шахнов В.А. Методы получения и результаты исследования свойств графена//Инженерный журнал: наука и инновации, 2013. Вып. 6.

URL: http://engj ournal. ru/catalog/nano/hidden/807. html

74. M.S. Dresselhaus, G. Dresselhaus. Intercalation compounds of graphite//Advances in Physics, 1981-Issue 2.Vol. 30. № 3.P. 141.

75. Лейченко А.С., Шешин Е.П., Щука А.А.//Электроника: Наука. Технология. Бизнес. 2007.№ 6. С. 94-100.

76. Бабаев В.Г., Хвостов В.В., Гусева М.Б. и др.//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2017. № 5 .С.89.

77. Суздалев И.П. Нанотехнология: физико-химия нанокластеров, наноструктур и наноматериалов. М.: КомКнига, 2006.С. 372.

78. Дымонт М.П., Самцов М.П., Некрашевич Е.М. Влияние термического отжига на спектральные свойства электролитически осажденных углеродных пленок //ЖТФ. 2000.Т.70. Вып. 7.С. 92-95.

79. Dresselhaus V.S., Dresselhaus G., Hofmann M. //Phil. Trans. R. Soc. A 28.-2008. № 366. P. 1863.

80. Yan X.B. et al. Synthesis of silicon carbide nitride nanocomposite films by a simple electrochemical method Electrochemistry Com. 8. 2006. P. 737-740.

81. Won-Jun Lee, Un-Jung Kim, Chang-Hee Han, Min-Ho Chun, Sa-Kyun Rha. Characteristics of Silicon Nitride Thin Films Prepared by Using Alternating Exposures of SiH2Cl2 and NH3//Journal of the Korean Physical Society.2005. Vol. 47. November.P.598-602.

82. Болотов В.В., Ивлев К.Е., Корусенко П.М., Несов С.Н., Поворознюк С.Н. //Физика твердого тела. 2014. Т. 56, № 6. C.1207-1211.

83. А.П. Бахтинов, В.Н. Водопьянов, З.Д. Ковалюк, З.Р. Кудринский, В.В. Нетяга, В.В. Вишняк, В.Л. Карбовский, О.С. Литвин. Морфология, химический состав и электрические характеристики гибридных структур, выращенных на основе нанокомпозита (Ni-C) на ван-дер-ваальсовой поверхности (0001) GaSe/^TT.2014. Т. 56. Вып. 10. C.2050-2061.

84. Healy M.D., Smith D.C., Rubiano R.R., Elliot N.E., Springer R.W. Chem. Mater. 1994. 6. P. 448 Lorenz P., Finster J., Wendt G., Salyn J.V., Zumadilov E.K., Nefedov V.I.//J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.1979. Vol. 16. P. 267.

85. Powell C.J.//J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom. 2012. Vol. 185. P. 13.

86. Sleigh C., Pijpers A.P., Jaspers A., Coussens B., Meier R.J. J. //Electron Spectrosc. Relat.Phenom. 1996. 77, 41.

87. Steven C. York, Mark W. Abee, David F.Cox a-Cr2Ü3 (101:2): surface characterization and oxygen adsorption. //Surface Science. 1999. Vol. 437. P. 386396.

88. Р.А. Андриевский//Успехи химии. 1997. T.66. С. 57.

89. Pisarika P. Mechanical properties of Cr-DLC layers prepared by hybrid laser technology/ P. Pisarika, M. Jelineka, J. Remsaa, Z. Toldec//Acta Polytechnica CTU Proceedings, 2017, № 8. - Р. 20-23.

90. M. V. Kuznetsov, S. V. Borisov, O. P. Shepatkovskii, Yu. G. Veksler, and V. L. Kozhevnikov Investigation of TiC-C coatings by X-Ray photoelectron spectroscopy//Journal of surface investigation. x-ray, synchrotron and neutron techniques Vol. 3 No. 3 2009. p. 331-337.

91. Prikhodko O et al.//13 International Conference Advanced Carbon NanoStructures. St.Petersburg,2017. P. 162-163.

92. Хамдохов 3.М.Калажоков З.Х.Наумкин А.В., Карамурзов Б.С., Калажоков Х.Х., Тарала В.А., Крандиевский С.О. Особенности фазового состава пленок, полученных методом одновременного электродугового распыления графита и хрома из двух испарителей//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2021. -№ 2.С.67-72.

93. Р.В. Конакова, А.Ф. Коломыс, О.Б. Охрименко, В.В. Стрельчук, ЕЮ. Волков, М.Н. Григорьев, A.M. Светличный, О.Б. Спиридонов Сравнительные характеристики спектров комбинационного рассеяния света пленок графена на проводящих и полуизолирующих подложках 6H-SiC. //Физика и техника полупроводников, 2013, том 47, вып.6. -С.802-804.

94. Li Xiang-Biao, Shi Er-Wei,Chen Zhi-Zhan, Xiao Bing. Chinese J. //Struct. Chem., 26, 1196 (2007).

95. S. Reich and C. Thomsen Raman spectroscopy of graphite Phil. -Trans. R. Soc. bond. A (2004), 362. -p.2271-2288

96. A.C. Ferrari and J. Robertson. Interpretation of Raman Spectra of Disordered and Amorphous Carbbon//Phys. Rev. B, vol. 6, № 20, 2000, P. 1409514107.

97. Т. Thomberg et al/Microporous and Mesoporous Materials 141 (2011). p.88-93.

98. Harish C. Barshilia, N. Selvakumar, K. S. Rajam, and A. Biswas Structure and optical properties of pulsed sputter deposited CrxOy/Cr/Cr2O3 solar selective coatings. //J. Appl. Phys. 103, 023507. 2008

99. H.T. Lin, P.K. Nayak, S.C. Wang, S.Y. Chang, J.L. Huang, J.//Eur. Ceram. Soc. 31 (2011), 2481-2487.

100. Zhaoxia Zhou, Ian M. Ross, W. Mark Rainforth, Albano Cavaleiro, Arutiun P. Ehiassarian & Papken Eh Hovsepian - Degradation of a C/CrC PVD coating after annealing in Ar+H2 at 700°C studied by Raman spectroscopy and transmission electron microscopy//Journal Materials at High Temperatures. Volume 26, 2009 - Issue 2. - p.169-176

101. Lei Zhang, Yang Li, Li Zhang, Da-Wei Li, Dimitre Karpuzov, Yi-Tao Long. Electrocatalytic Oxidation of NADH on Graphene Oxide and Reduced Graphene Oxide Modified Screen-Printed Electrode//Int. J. Electrochem. Scl, 6 (2011), 819-829.

102. M.Lu, H.Cheng, Y.Yang A comparison of solid electrolyte interphase (SEI) anode of the aged and cycled commercial on the artificial graphite lithium ion cells//Electrochimica Acta 53 (2008), 3539-3546.

103. A. V. Naumkin, A. Kraut-Vass, S. W. Gaarenstroom, C. J. Powell, NIST X-ray Photoelectron Spectroscopy Database, Version 4.1 (National Institute of Standards and Technology, Gaithersburg, (2012); http://srdata.nist.gov/xps/.

104. R. Nowak, P. Hess XPS characterization of chromium films deposited from Cr(CO)6 at 248 nm.//Applied Surface Science 43 (1989), 11-16.

105. R. Zanoni et al.//I Materials Science and Engineering С 46 (2015), 409416.

106. Petkov K., Krastev V., Marinova T. XPS analysis of thin chromium films //Surf. Interface Anal. 18, 487 (1992).

107. С.В.Ткачев, Е.Ю.Буслаева, А.В. Наумкин, С.Л. Котова, И.В. Лауре, С.П. Губин. Графен, полученный восстановлением оксида графена//Неорганические материалы, 2012, том 48, № 8, с. 909-915.

108. H.O. Pirson//Handbook of carbon, graphite, diamond and fullerens, Park Ridge, New Jersey (1995). 339 p.

109. З.М. Хамдохов, З. X. Калажоков, З.Ч. МаргушевД. X. Калажоков, Д.Д.Левин. Исследование химического состава пленок, полученных методом электродугового распыления графита и титана из двух источников// Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования -2021.-№ 6. С. 459-467.

110. Баринов А.Д., Попов А.И., Чуканова Т.С., Емец В.М., Воронцов В.А.// Модификация диэлектрических свойств алмазоподобных кремний-углеродных пленок путем введения титана//Материалы Х11 Международной научно- технической конференции, «Микро- и нанотехнологии в электронике» - Нальчик: Каб.-Балк. унт., 31 мая-5 июня. 2021 С. 293-298.

111. NIST Standard Reference Database 20, Version 4.1.

112. Ocal C., Ferrer S. // J. Chem. Phys. 84, 6474 (1986).

113. T. Kocourek, M. Jelinek, J. Kadlec, C. Popov, A. Santoni Thin TiCN Films Prepared by Hybrid Magnetron-Laser Deposition//Plasma Process. Polym. 2007, 4, p.651-654.

114. Р^п Active phase, catalytic activity, and induction period of Fe/zeolite material in nonoxidative aromatization of methane//Journal of Catalysis - 2016. - 338. p.21-29.

115. Mark C. Biesinger, Brad P. Payne, Andrew P. Grosvenor, Leo W.M. Laua, Andrea R. Gerson, Roger St.C. Smart Resolving surface chemical states in XPS analysis of first row transition metals, oxides and hydroxides: Cr, Mn, Fe, Co and Ni//Applied Surface Science - 2011. - 257. p. 2717-2730.

116. Т.В. Ларионова, И.В. Маркина, И.В. Петров, О.С. Шаповалов, А.А. Афанасьев, Т.С. Кольцова. Структура и твердость композиционных материалов медь-углерод//Вестник Новгородского государственного университета. 2012 г. № 68. С. 16-19].

117. Balamurugan B.,Mehta B.R.,Shivaprasad S.M. "Nanoparticle route" for the synthesis of a stable and stoichiometric Cu2C2 phase—a semiconductor material //Applied physics letters. - 2003. - v. 82. - №. 1. - P.115-117.

118. Capece F.M., Dicastro V., Furlani C., Mattogno G., Fragale C., Gargano M., Rossi M., J. Electron "Copper chromite" catalysts: XPS structure elucidation and correlation with catalytic activity //Journal of Electron Spectroscopy and Related Phenomena. - 1982. - Т. 27. - №. 2. - С. 119-128.

119. Н.Е. Сорокина, И.В. Никольская, С.Г. Ионов, В.В. Авдеев. Интеркалированные соединения графита акцепторного типа и новые углеродные материалы на их основе//Изв. Академии наук, серия хим, № 8. 2005. Т. 54, № 8, с. 1699-1716.

120. И.Г. Черныш, И.Д. Бурая. Исследование процесса окисления графита раствором бихромата калия в серной кислоте//Химия твердого топлива, 1990, №1. С. 125-127.

121. Е.П. Шешин, С.В. Лобанов, И.А. Федоров. Термо- и автоэмиссионные свойства наноструктурированных катодов, изготовленных на основе интеркалированного пирографита //Труды МФТИ. 2017. Т. 9. № 4. С. 39-42.

122. С.И. Евстигнеев, А.А. Ткаченко. Катоды и подогреватели электровакуумных приборов//Москва. Изд-во «Высшая школа».1975.-196 с.

123. Е.П. Шешин, С.В. Лобанов, И.А. Федоров, И.Г. Григорьева, А.А. Антонов//Разработка автоэмиссионных катодов методом прессования пирографита с тройным карбонатом//Нано- и системная техника. 2017. Т. 19. № 1. С. 45-50.

124. А.Е. Соловьева. Изменения структуры поликристаллического оксида иттрия при облучении ионами ксенона//Успехи прикладной физики, 2017, том 5, № 6. С. 591-596.

125. С.Г. Ястребов, В.И. Иванов- Омский, В.А. Кособукин, Ф. Думитраче, К. Морошану. Спектры рамановского рассеяния света аморфного

углерода, модифицированного железом//Письма в ЖТФ, 2004, том 30, вып. 23. С. 47-53.

126. А.Т. Дидейкин, В.В. Соколов, Д.А. Саксеев, М.В. Байдакова, А.Я. Вуль. Свободные графеновые пленки из терморасширенного графита// ЖТФ. 2010. Т. 80, вып. 9. С. 146-149.

127. Baker F.S., Osnorn A.R., Williams J.//Nature, 1972. Vol.239. P. 96.

128. А.Ф. Бобков, Е.В. Давыдов, С.В. Зайцев, А.В.Карпов, М.А.Казадаев, И.Н. Николаева, М.О. Попов, Е.Н.Скороходов, А.Л. Суворов, Ю.Н. Чеблуков. Некоторые аспекты использования углеродных материалов в автоэлектронныхэмиссионных катодах //Журнал технической физики, 2001, том 71, вып. 6, С. 95-103.

129. Z.M. Khamdokhov, G.V. Fedotova, P.S. Samodurov, and M.A. Shermetova. Instruments and Experimental Techniques. Cold cathodes based on an assembly of microchannel plates for low-power X-ray tubes//Instruments and Experimental Techniques. 2021, vol. 64, No. 1, pp. 117-120.

130. The NIST X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) database https://srdata. nist.gov/xps/

131. Н.Ю. Станкевич, В.Г. Станкевич, Б.Н. Колбасов, А.М. Лебедев, Л.П. Суханов, К.А. Меньшиков// ВАНТ. Сер. Термоядерныйсинтез. 2022. т. 45. вып. 4. С. 1-29.

132. КокоринаА.А., ПрихожденкоЕ.С., СухоруковГ.Б., SopelkinA.V., ГорячеваИ.Ю.//Люминесцентныеуглеродные наночастицы: способы получения, методы исследования, области применения//Успехи химии, 2017, 86(11), с. 1157-1171.

133. Andrea C. Ferrari //Solid state communications. 2007. 143. P. 47-57. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2007.03.052

134. Н.Ю. Станкевич, В.Г. Станкевич, Б.Н. Колбасов, А.М. Лебедев, Л.П. Суханов, К.А. Меньшиков. Спектроскопические методы исследования продуктов исследования продуктов эрозии первой стенки Токамака (обзор)// ВАНТ. Сер. Термоядерный синтез, 2022, т. 45, вып. 4. С. 1-29.

135. M.C. Biesinger // Appl. Surf. Sci. 2022. V.597: 153681.

https://doi.org/10.1016/j. apsusc. 2022.153681

136. D.J. Morgan, J. Carbon Comments on the XPS analysis of carbon materials// Journal of Carbon Research. 2021. V.7(3):51

https://doi.org/10.3390/c7030051

137. V.V. Zhirnov. O.M. Kuttel et al. Characterization of field emission cathodes with different from of diamond coatings//J. Vac. Sci. Tecnol/ B 17(2)/ 666-669/ (1999).

138. T. Tyler, V.V. Zhirnov et al. Electron emission from diamond nanoparticals on metal tips//Appl. Phys. Lett.,82 (17), 2904-2906 (2003).

139. З. М. Хамдохов, З.Ч. МаргушевЗ.Х. Калажоков, X. X. Калажоков, М.Р. Тленкопачев, Д.Д. Левин, Х.Х. Лосанов. Особенности структуры и состава пленок, полученных с помощью аэрозольного распыления растворов коллоидного графита//Известие вузов. Электроника. № 5. 2022. С. 581-590.

140. А.М. Борисов, В.А. Казаков, Е.С. Машкова, М.А. Овчинников, Е.А. Питиримова. Динамический отжиг ионно-индуцированных радиационных нарушений при повышенной температуре облучаемого алмаза//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования, 2019, № 4, с. 44-52.

141. ТХ. Ku. S.H. Chen. CD. Yang, et. al., Enhanced electron emission from phosphorus- and boron-doped diamond-clad Si field emitter arrays. Thin Solid Films 290-291, 176-180, (1996)].

142. Л. Фелдман, Д. Майер. Основы анализа поверхности и тонких пленок. М.: Мир, 1989. 344 с.

143. E. Klauser et al. Comparison of different oxidation techniques on single-crystal and nanocrystalline diamond surfaces//Diamond & Related Materials, 2010. 19. p.474-478.

144. M.C. Biesinger. Accessing the robustness of adventitious carbon for charge referencing (correction) purposes in XPS analysis: Insights from a multiuser facility data review.//Appl. Surf. Sci. 2022. 597 (3): 153681

145. Abdelrahman Zkria, Hiroki Gima, Eslam Abubakr, Ashraf Mahmoud, Ariful Haque, Tsuyoshi Yoshitake Correlated Electrical Conductivities to Chemical Configurations of Nitrogenated Nanocrystalline Diamond Films //Nanomaterials 2022, 12(5), 854; https://doi.org/10.3390/nano 120508543 3.

146. Peng, Jihua; Yang, Manzhong; Zeng, Jiwei; Su, Dongyi; Liao, Jingwen; Yick, Man-lung (2020). Influence of nitrogen doping on the thermal stability of hydrogenated amorphous diamond coating. ThinSolidFilms, 709(), 138188- doi:10.1016/j.tsf.2020.138188.

147. Завидовский И.А., Стрелецкий О.А., Нищак О.Ю. Влияние ионной стимуляции на формирование композитных углеродных покрытий с серебряными включениями, получаемых методом импульсно-плазменного осаждения//Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования - 2022. -№ 10. С. 52-58.

148. Файзерахманов И.А., Базаров В.В., Курбатова Н.В., Хайбуллин И.Б., Степанов А.Л. Синтез новых углерод-азотных нанокластеров при термическом отжиге в атмосфере алмазоподобных пленок углерода//ФТП. -2003.- Т. 37 -2.- С. 230.

149. Пикулев Р.В., Сидоров К.И., Тарала В.А., Лисицын С.В., Беляева Е.Н., Москвичева М.В. РФЭС-анализ пленок алмазоподобного углерода//Вестник Северо-Кавказского федерального университета, 2014, № 5, (44), с. 29-34.

150. Ferrari A. C. Determination of bonding in diamond-like carbon by Raman spectroscopy//Diamond and related materials. - 2002. - Т. 11. - No. 3-6. -С. 1053-1061

151. Jeske J. et al. Stimulated emission from nitrogen-vacancy centres in diamond //Nature communications. - 2017. - Т. 8. - No. 1. - С. 14000.

152. Beha K. et al. Diamond nanophotonics //Beilstein journal of nanotechnology. - 2012. - Т. 3. - No. 1. - С. 895-908.

153. Голишников А.А., Емельянов А В., Жигалов В.А., Красюков А.Ю, Петухов В.А., Путря М.Г. Влияние геометрии катодов на усиление

электрического поля в вакуумных приборах холодной эмиссии// Международная практическая конференция «Интеллектуальные системы и микросистемная техника», Сборник трудов, КБР, пос. Эльбрус, 6-8 февраля 2018. С. 112-119.

154. Хамдохов З.М., Хамдохов Э.З. Способ изготовления автоэмиссионного катода на основе микроканальных пластин. Патент РФ № 2743786 от 08 августа 2019 г.

155. Lorenz P., Finster J., Wendt G., Salyn J.V., Zumadilov E.K., NefedovV.I. // J. Electron Spectrosc. Relat. Phenom.1979. Vol. 16. P. 267.

156. Ferrari A.C. Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disorder, electron-phonon coupling, doping and nonadiabatic effects//Solid state communications.- 2007.-T. 143- № 12.-C.47-57.

157. Шулепов СВ. Физика углеграфитовых материалов, М.: Металлургия, 1972. - 254 с.

158. Reetu Kumari, Fouran Singh, Brajesh S. Yadav, Ravinder K. Kotnala, Koteswara Rao Peta, Pawan K. Tyagi, Sanjeev Kumar, Nitin K. Puri Ion irradiation-induced, localized sp2 to sp3 hybridized carbon transformation in walls of multiwalled carbon nanotubes//Nuclear Inst, and Methods in Physics Research, В 412 (2017) 115-122.

159. А.П. Краснов, А.В. Наумкин, В.Н. Адериха, Д.И. Буяев, И.О. Волков, А.С. Юдин, М.В. Горошков. Особенности структуры и трения нанокристаллических частиц терморасширенного графита, обработанных ультразвуком в воде и глицерине//Трение и износ. Том 38, № 3. Май—июнь 2017.

160. S. Reich and C. Thomsen Raman spectroscopy of graphite Phil. -Trans. R. Soc. bond. A (2004), 362. -p.2271-2288..

161. Andrea C. Ferrari. Raman spectroscopy of graphene and graphite: Disoder, electron-phonon coupling, doping and nonadiabatic effects//Solid state communications 143. (2007). P. 47-57.

162. Wm. Timothy Elam, Warren C. Kelliher, William Hershyn, David P. Delong, Miniature, low-power X-ray tube using a microchannel electron generator electron source, Patent US № 8081734B2, Dec. 20,2011.

163. Z.M. Khamdokhov, Z.Ch. Margushev, E.Z. Khamdokhov, R.Sh. Teshev, and M.D. Bavizhev. Field- Emission Cathodes Based on Microchannel Plates. Semiconductors, 2019,Vol. 53, № 15, pp. 63 - 65.

164. Хамдохов З.М., Хамдохов Э.З. Способ изготовления катода на основе массива автоэмиссионных эмиттеров//Патент РФ № 2640355 от 18 апреля 2016 г.

165. Поставщик МКП 18-6 ДКАП 43344.044: 362011, РСО-Алания, г. Владикавказ, ООО ВТЦ «Баспик», тел.: [phone], E-mail: [e-mail]

МЙНОЫЧШ КИ 1ЧК ( НИ

Фг Л«р Й-1 КЦПГ Гветда|>f- J'rt к'Н Id и L-üin о i ni ii o&iTdUDbsu'ji ьнще учреждение высшего опрлюнанин

■:г !i J111Г11 ИЛ- ГЬ Н Erl í I IIСС. [t.lЛ R S i l'. IЫЖ11 f[

yiniHí[UH гп м.М пекинский нлспгт vt идектрснпой i eshjikhw

аИ^ции* un.. Л-к, гЗнвНДОЫк Mwkm. ДОДО í{4Wj ■? л 44 41 Фак* t IВ 22 i]

Е -П ,;и- ПГ Til hfftp: iV'i.l'W» licliu

ОГРН

из __■

УГВВ'ЖДЛЮ Л рпрскто|} i со J 311 MГО1

Л.Т.Н., Г|рофЙКЧ>р

С.Л. Гаврилов

АКТ

О внедрении результатов диссертации л а соискал неученой степени доктора технических наук Хам;[[>ховя 3&лн*& Мухамедовнча по теме <í Особенное™ формирснишня aB'L'O'JMHCCHOHilbiLX Vi.iffpo,iiiiii:-; c]1ll;i.i.im мрип(трмы\ мрм.чшишмш}:

Настоя [eiiim акгом удостоверяем факт еес пользования части матертпезв днсссртацнн К&лсдохойй 3-М. «Особенности формирования аврныиссинпнвге углеродных срсд для приборных применений» лрн наполнении НИР кИсслелование пераактивных "nítioa fe в ерх й i>) с моч йстэт ны>; нрлборои и структур, разработка геяпологических приииинов их тгатоилепнл (сиЛLЦОЮЧНЫ£ лтчглшисиуниыц: СВЧ цирДЫ i+ ДяуПЙЗОНе част: .30 ["Гц и (jü-itx)w ГК№ 14.427.1 ] .ОиОЗ

В уввэзнвдй НИГ| с йополшоланнем материалов диссертации Хам дохи иа^З.М.

Б 4ÜLTII разр atxnДЕНОГО ИН ТСХНО.'СОГНЧОСКОГО процесса фирм И pi.UÍLI 11 н л аяютмнсс ИОЩШХ углсрЬднй сред, разрабапиаали^ и Нс$к/10в;писъ ивтро^мце^ночн ьсе (тег^рос-'гpyifrypbt.

Результата различны^ электрофизических исследований; a тйцйг исследований с помощью методов растровой электронной микроскопии, вторн^йр-нЬднйЙ ;i спекчросковж подтвердили эффективность примснеиия рвгомлнеийнЕных >ТЛСрОДИЬ[К срел jf одичал указанной НИР,

Рурдоднтель НИР по ПС L4427.11 .ÜDD3 Нал лай. НИЛ ФЭ

г-э_л. Ильичей

ООО «Оптико-электронные системы п технологии»

1И8300. г Гптчшм ЛсыинфплскпПпбл .ул. 7*1ЙЛрики. д ЮГ. офис 37 Тад,: [phone], *-таЛ;у(1 тщИпИс,гч ИНН -1705<>9189Э. КПП 470501001

№ 049 ОТ 06 октабрк 2023 г.

«УТВЕРЖДАЮ»

Генеральной директор

ООО "Онгнкоэлектропные системы м техноло! ни

•I

Д В Хмызннков

О внедрении результатов диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук ХамдохонаЗалимл Муха медов нч а по теме «Особенности формирования авгоэмисснонных

углеродныхереддля приборных применении»

»

Настоящим актом удостоверяем факт использования част материалов диссертации Хомдохопа З.М. «Особенности формирования авгоэмисснонных углеродных сред для приборных применений» при выполнении НИР н ОКР «Разработка; изготовление опытных образцов: проведение типовых испытаний; разработка комплект КД и ТД»; внедрение в сернйнос производство МКПО 18-6 (МКПО 18-5) с улучшенными характеристиками по фактору шума («безфильмовая» мккроканальиая пластина)

В рамках указашюй НИР и ОКР, с использованием материалов диссертации Хамдохова З.М. а части разработанного им технолош чес кого процесса формирования автшмиссионных углеродных сред, разрабатывались и исследовались экспериментальные образцы микрокапальных пластин со специальным покрытием; моделировался механизм дефектообраэоаания а »комиссионных точек и приборах применения (ЭОП 2+ и 3 поколений).

Результаты различных электронно-оптических исследований, а также исследований с помощью методов растровой электронной микроскопии, вторично-ион мой и Оже-спектросконнн полз перл или эффективность использования сложных гибридных структур (МКП с нанесенными пленками автоэмисс ионных углеродных сред) в задачах указанной НИР и ОКР.

Директор 1Ю производству

ООО "Оптико-электронные системы и технологии"