Анотація до роботи:

Соловко Я.Т. Вплив лазерного опромінення на поведінку домішок і дефектів у Ві-заміщених ферит-ґранатових плівках. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.18 – фізика і хімія поверхні. Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, 2004.

В дисертації представлені результати досліджень впливу лазерного опромінення мілі- і наносекундної тривалості на дефектну підсистему, і, відповідно, на зміну структурних, маґнітних та оптичних властивостей у Ві-заміщених неімплантованих та імплантованих ферит-ґранатових плівках.

Встановлено фізичні закономірності модифікації неімплантованих плівок в процесі лазерного опромінення мілісекундної тривалості, особливості змін структури в напрямі паралельному і перпендикулярному до площини плівки, а також змін в перехідному шарі між плівкою і підкладкою. Показано, що структурні зміни в даних плівках залежать не тільки від густини енергії в імпульсі, а й від кратності опромінення тими ж енергіями.

Методами оптичної ІЧ спектроскопії досліджено поведінку дефектної підсистеми у Ві-заміщених ґранатах, а також режими і умови лазерного відпалу атомних дефектів (домішкових атомів та вакансій). При аналізі спектрів поглинання ідентифіковано зміну стану домішок Bi³⁺, Pb²⁺, Pb⁴⁺, Fe²⁺ та Fe⁴⁺.

Методами двокристальної рентґенівської дифрактометрії досліджено процеси міграції та анігіляції радіаційних дефектів під дією лазерного опромінення наносекундної тривалості в одно- і двократно імплантованих іонами В⁺ плівках. Виявлено дві області з відмінними механізмами дефектоутворення, що вказує на наявність принаймні двох груп радіаційних дефектів. Обчислено енергії активації міграції кисневих вакансій V_o та релаксації дефектів френкелівського типу V_o-I_o, які рівні 2,1 та 1,6 еВ відповідно. Експериментально встановлено відмінність у механізмах дефектоутворення подвійної імплантації від однократної в кінцевій ділянці пробігу іонів В⁺.

1. Методами рентґенівської двокристальної дифрактометрії встановлено, що, в результаті імпульсного лазерного опромінення Ві-заміщених ФҐП з густиною енергії в імпульсі в межах 10-70 Дж/см², структурні зміни в даних плівках залежать не тільки від густини енергії в імпульсі, а й від того, чи енергія опромінення зосереджується в одному імпульсі, чи поступає в плівку внаслідок багатократного опромінення. Встановлено оптимальний режим лазерної обробки (двократне опромінення при густині енергії в імпульсі від 40 до 60 Дж/см²), при якому концентрація відповідних типів дефектів є мінімальною.

2. Виявлено, що відстань між ділянками, які відбивають рентґенівські промені в напрямі вектора дифракції для зразків опромінених лазерними імпульсами мілісекундної тривалості, зростає до розмірів співмірних із товщиною плівки, тобто відбувається вирівнювання концентрації дефектів та напруг за глибиною плівки.

3. З аналізу оптичних спектрів пропускання в області 0,19-1,10 мкм ідентифіковано локальні мінімуми, що відповідають домішковим атомам Bi³⁺, Pb²⁺, Pb⁴⁺, Fe²⁺ і Fe⁴⁺ та інтерпретовано зміну їх стану в результаті лазерного опромінення імпульсами мілісекундної тривалості. Встановлено, що локальні мінімуми, які відповідають іонам свинцю, не змінюються, а ті, що відповідають за вісмут, зникають. Виявлено також значний вміст свинцю в досліджуваних плівках (0,05 на формульну одиницю), однією з причин появи якого може бути значне переохолодження розчину-розплаву при вирощуванні ФҐП.

4. На основі оптичних та рентґенодифрактометричних досліджень встановлено, що при одно- і двократному імпульсному лазерному опроміненні плівок із густинами енергій 45 та 60 Дж/см² в імпульсі свій енергетичний стан змінюють в основному домішкові атоми, а при густині енергії 60 Дж/см² в імпульсі і трикратному опроміненні появляється значна кількість іонів Fe⁴⁺ та спостерігається відпал дефектів типу вакансій.

5. Розраховано профілі зміни міжплощинної відстані за глибиною, які обумовлені імплантацією ФҐП іонами В⁺ як до, так і після лазерного опромінення імпульсами наносекундної тривалості. Виявлено наявність двох основних груп радіаційних дефектів, одна з яких розміщується в області електронних енергетичних втрат, а друга – ядерних енергетичних втрат. Зростання сталої ґратки непорушеної внаслідок імплантації частини плівки, свідчить про вплив даного випромінювання не тільки на приповерхневий порушений шар, а й на весь об’єм плівки.

6. Встановлені закономірності протікання дифузних процесів при лазерному опроміненні одно- і двократно імплантованих Ві-заміщених ФҐП, на їх основі розраховано енергії активації міграції кисневих вакансій V_o та релаксації дефектів френкелівського типу V_o-I_o, які рівні 2,1 і 1,6 еВ відповідно.

7. При аналізі рентґенодифрактометричних даних, отриманих від імплантованих зразків після їх лазерного опромінення, виявлено, що подвійна імплантація, яка використовується для одержання заданого профілю деформації, відрізняється від однократної розподілом окремих типів дефектів за глибиною та механізмами їх утворення в кінцевій області пробігу іонів В⁺.

8. На основі результатів рентґеноструктурних досліджень Ві-заміщених ФҐП, запропоновано модель утворення блочної структури плівок, обумовленої різницею параметрів ґраток плівки і підкладки та одержано формулу для визначення розміру областей когерентного розсіювання рентґенівських променів: .

Публікації автора:

1. Лазерне опромінення імплантованих Ві-заміщених ФҐП / Б.К. Остафійчук, І.М. Будзуляк, Я.Т. Соловко, І.П. Яремій, Д.І. Попович // Фізика і хімія твердого тіла. – 2004. - Т.5, №3. - С.493-497.

Б.К. Остафійчук, д. ф.-м. н. Постановка задачі, обґрунтування вибору об’єктів дослідження і обговорення отриманих результатів.

І.М. Будзуляк, к. ф.-м. н., докторант. Планування методів вирішення поставлених задач, обговорення отриманих результатів.

Я.Т. Соловко, м. н. с. Повне проведення експериментальних досліджень, часткова математична обробка та інтерпретація отриманих результатів.

І.П. Яремій, к. ф.-м. н. Часткова математична обробка та аналіз експериментальних результатів.

Д.І. Попович, к. ф.-м. н. Обґрунтування режиму та проведення лазерного опромінення.

2. Динаміка атомних дефектів в (YSmCaBi)₃(FeGeSi)₅O₁₂-плівках при лазерному опроміненні / І.М. Будзуляк, І.А. Климишин, Б.К. Остафійчук, Я.Т. Соловко // Фізика і хімія твердого тіла. – 2004. – Т.5, №2. - С.311-317.

І.М. Будзуляк, к. ф.-м. н., докторант. Проведення лазерного опромінення, планування методів вирішення поставлених задач, обговорення отриманих результатів.

І.А. Климишин, д. ф.-м. н. Інтерпретація, побудова схем та обговорення отриманих результатів.

Б.К. Остафійчук, д. ф.-м. н. Постановка задачі, обґрунтування вибору об’єктів дослідження і обговорення отриманих результатів.

Я.Т. Соловко, м. н. с. Повне проведення експериментальних досліджень, математична обробка та інтерпретація отриманих результатів.

3. Вплив лазерного опромінення на структуру Ві-заміщених плівок ферит-ґранатів / Б.К. Остафійчук, І.М. Будзуляк, Я.Т. Соловко // Фізика і хімія твердого тіла. – 2003. – Т.4, №2. - С.300-304.

Б.К. Остафійчук, д. ф.-м. н. Постановка задачі, обґрунтування вибору об’єктів дослідження і обговорення отриманих результатів.

І.М. Будзуляк, к. ф.-м. н., докторант. Проведення лазерного опромінення, планування методів вирішення поставлених задач, обговорення отриманих результатів.

Я.Т. Соловко, м. н. с. Повне проведення експериментальних досліджень, математична обробка та інтерпретація отриманих результатів.

4. Модель блочної структури епітаксійних ферит-ґранатових плівок / Я.Т. Соловко, І.П. Яремій, В.Д. Федорів, І.М. Будзуляк, Б.І. Яворський // Фізика і хімія твердого тіла. – 2002. – Т.3, №3. - С.544-547.

Я.Т. Соловко, м. н. с. Постановка задачі, обґрунтування вибору об’єктів дослідження, часткове проведення досліджень та експериментальне підтвердження математичної моделі, часткова математична обробка та інтерпретація та обговорення отриманих результатів.

І.П. Яремій, к. ф.-м. н. Часткова математична обробка та аналіз експериментальних результатів.

В.Д. Федорів, к. ф.-м. н. Аналіз, інтерпретація та обговорення отриманих результатів.

І.М. Будзуляк, к. ф.-м. н., докторант. Планування методів вирішення поставлених задач, обговорення та аналіз отриманих результатів.

Б.І. Яворський, к. ф.-м. н. Часткова математична обробка та обговорення результатів досліджень.

5. Розрахунок середньоквадратичного теплового зміщення атомів ферит-ґранатових плівок за даними рентґенодифракційних досліджень / Я.Т. Соловко, В.М. Пилипів, І.М. Будзуляк, Б.І. Яворський // Вісник Прикарпатського університету. Математика. Фізика. – 2001. - Вип.2. - С.137-141.

Я.Т. Соловко, м. н. с. Постановка задачі, обґрунтування вибору об’єктів дослідження, проведення експериментальних досліджень, часткова математична обробка та інтерпретація отриманих результатів, розробка методики.

В.М. Пилипів, к. ф.-м. н. Аналіз та апробація методики, обговорення результатів.

І.М. Будзуляк, к. ф.-м. н., докторант. Планування методів вирішення поставлених задач, обговорення та аналіз отриманих результатів.

Б.І. Яворський, к. ф.-м. н. Часткова математична обробка та обговорення результатів.

6. Я.Т. Соловко, І.П. Яремій, В.О. Коцюбинський, В.В. Мокляк. Оцінка структурної досконалості епітаксійних Ві-заміщених ферит-ґранатових плівок методом рентґеноструктурного аналізу // Матеріали III Всеукраїнської конференції молодих науковців “Інформаційні технології в науці, освіті і техніці” (ІТОНТ-2002) – Черкаси. - 2002. – С.45-46.

7. Б.К. Остафійчук, Я.Т. Соловко, І.М. Будзуляк. Структурні зміни приповерхневих шарів Ві-заміщених ферит-ґранатових плівок внаслідок лазерного відпалу // Матеріали IX Міжнародної конференції з фізики і технології тонких плівок. – Івано-Франківськ. - 2003. – С.167-169.

8. Я.Т. Соловко. Лазерна модифікація різними енергіями епітаксійних шарів ферит-ґранатових плівок // Матеріали Всеукраїнської конференції студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики (ЕВРІКА-2003). – Львів. - 2003. - С.45.

9. B.K. Ostafiychuk, I.M. Budzulyak, I.P. Yaremiy, V.O. Kotsuybynsky, Y.T. Solovko. Double implantation Bi-substituted monocrystal garnet films // V -th International Conference “Ion Implantation and Other Applications of Ions and Electrons (ION2004)”. - Kazimierz Dolny, Poland. - 2004. – P.143-145.

Анотації