Вплив легування германієм на властивості парамагнітних центрів у тонких аламазоподібних плівках
| dc.contributor.advisor | Савченко, Дарія Вікторівна | |
| dc.contributor.author | Акіменко, Владислав В’ячеславович | |
| dc.date.accessioned | 2022-01-04T14:09:09Z | |
| dc.date.available | 2022-01-04T14:09:09Z | |
| dc.date.issued | 2021-12 | |
| dc.description.abstracten | Topicality: DLC is a material in which, depending on the ratio of sp3-, sp2-bonds and doping of different elements in a wide range, the structure and properties can be varied, so the study of the effect of doping on the electronic properties of carbon in sp3- and sp2- states is an urgent task view of their further use in implants. Relationship of work with scientific programs, plans, themes cathedra: The work is related to the activities of the scientific group KZF and FTT FMF-05 "Optical, electrical and magnetic properties of functional nanomaterials, that are promising for optoelectronics and sensor technology" Object of research: Diamond-like carbon films with a thickness of 200 nm were deposited on a SI02 substrate and doped with germanium (DLC: Ge) with different concentrations: 0 at.%, 1 at.% and 2.5 at. %. Subject of research: modification of electronic and magnetic properties of DLC: Ge thin films depending on Ge concentration Purpose of work: elucidation of the influence of germanium concentration on the properties of paramagnetic centers in DLC: Ge thin films. Research methods: electron paramagnetic resonance.96 Information about the volume of the work, the number of illustrations, tables, applications and literary names in the list of used ones: the thesis contains: references – 91, pages – 91, figures – 31, tables – 1. The purpose of the individual task, the methods used and the results obtained: To study the electronic properties of paramagnetic centers in samples of diamond-like thin films doped with germanium by the method of electronic paramagnetic resonance (EPR), and to model the components of EPR spectra in the Easyspin software module, obtaining temperature dependencies of the:line width, resonant magnetic field and integral intensity of EPR spectra, and to construct and analyze temperature dependencies of the integrated intensity, resonant magnetic field and line width of the EPR spectra in the software environment OriginPro. It was found that increasing the Ge concentration leads to a decrease in the spin concentration of paramagnetic centers and an expansion of the EPR line in DLC: Ge thin films, which was explained by an increase in the deformed sp2 cluster, correlating with previously obtained optical spectroscopy data. From the analysis of the temperature dependence of the EPR parameters, it was found that the EPR spectrum is a single line that arises due to the exchange interaction between localized and delocalized electrons in the spin system of DLC: Ge films. From the analysis of the temperature dependence of the integral intensity of a single EPR line in DLC: Ge films, it was found that the exchange interaction between localized and delocalized electrons is antiferromagnetic in nature. From the analysis of the temperature dependencies of the resonant magnetic field of a single EPR line in DLC: Ge films, it was found that the role of localized electrons is played by unbound π-electrons, and clustered π-bound carbon-containing centers act as nonlocalized electrons. Conclusion: The work is aimed at solving a topical scientific problem: establishing the effect of germanium (Ge) doping on the properties of paramagnetic centers in thin97 diamond-like films (DLC) deposited by double pulsed laser deposition on SiO2 substrates. This work reveals the main properties of diamond-like carbon films, methods of their sputtering and preliminary studies of these films by electronic paramagnetic resonance (EPR). The physical and experimental bases of the EPR method used to study the properties of DLC and DLC: Ge thin films are also presented. The description of the EPR spectrometer and the method of deposition the studied samples are given. | uk |
| dc.description.abstractuk | Актуальність: DLC являє собою матеріал, у якого залежно від співвідношення sp3-, sp2-зв'язків і легування різними елементами в широкому діапазоні змінюється структура і властивості, тому вивчення впливу легування на електронні властивості вуглецю у sp3-, та sp2-, станах є актуальною задачею з точки зору подальшого їх застосування в імплантатах. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами кафедри: Робота пов'язана з діяльністю наукової групи КЗФ та ФТТ ФМФ-05 “Оптичні, електричні та магнітні властивості функціональних наноматеріалів, перспективних для оптоелектроніки та сенсорної техніки” Об’єкт дослідження: алмазоподібні вуглецеві плівки товщиною 200 нм напилені на SI02 підкладинку та леговані домішкою германія (DLC:Ge) із різною концентрацією: 0 ат.%, 1 ат.% та 2.5 ат. % Предмет дослідження: модифікація електронних та магнітних властивостей тонких плівок DLC:Ge в залежності від концентрації Ge. Мета роботи: з’ясування впливу концентрації германію на властивості парамагнітних центрів у тонких плівках DLC:Ge. Методи дослідження: електронний парамагнітний резонанс.93 Відомості про обсяг роботи, кількість ілюстрацій, таблиць, додатків і літературних найменувань за переліком використаних: В роботі наведено: використаної літератури – 91, сторінок – 91, рисунків – 31, таблиць – 1. Мета індивідуального завдання, використані методи та отримані результати: Методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР) дослідити електронні властивості парамагнітних центрів у зразках алмазоподібних тонких плівок легованих германієм. Змоделювати компоненти спектрів ЕПР в програмному модулі Easyspin, отримати температурні залежності ширини лінії, резонансного магнітного поля та інтегральної інтенсивності спектрів ЕПР. Побудувати та проаналізувати температурної залежності інтегральної інтенсивності, резонасного магнітного поля та ширини лінії спектрів ЕПР в програмному середовищі OriginPro. Встановлено, що збільшення концентрації Ge призводить до зменшення спінової концентрації парамагнітних центрів та розширення лінії ЕПР у тонких плівках DLC:Ge, що було пояснено збільшенням концентрації деформованих sp2 кластерів, що корелює з попередньо отриманими даними оптичної спектроскопії. З аналізу температурної залежності параметрів ЕПР встановлено, що спектр ЕПР являє собою одиночну лінію, яка виникає через обмінну взаємодію між локалізованими та делокалізованими електронами у спіновій системі DLC:Ge плівок. З аналізу температурної залежності інтегральної інтенсивності одиночної лінії ЕПР у DLC:Ge плівках встановлено, що обмінна взаємодія між локалізованими та делокалізованими електронами має антиферомагнітний характер. З аналізу температурної залежності резонансного магнітного поля одиночної лінії ЕПР у DLC:Ge плівках встановлено, що роль локалізованих електронів відіграють незв’язані π-електрони, а у ролі нелокалізованих електронів виступають кластеризовані π-зв’язані вуглецевомісткі центри. Висновок: Робота напрямлена на вирішення актуальної наукової проблеми: встановлення впливу легування германієм (Ge) на властивості парамагнітних94 центрів у тонких алмазоподібних плівках (DLC), напилених методом подвійного імпульсного лазерного осадження на SiO2 підкладинки. Розкрито основні властивості алмазоподібних вуглецевих плівок, методики їх напилення та попередні дослідження цих плівок методом електронного парамагнітного резонансу (ЕПР). Також приведено фізичні та експериментальні основи методу ЕПР, застосованого для дослідження властивостей тонких плівок DLC та DLC:Ge. Наведено опис спектрометра ЕПР та методику напилення досліджуваних зразків. | uk |
| dc.format.page | 97 c. | uk |
| dc.identifier.citation | Акіменко, В. В. Вплив легування германієм на властивості парамагнітних центрів у тонких аламазоподібних плівках : магістерська дис. : 104 Фізика та астрономія / Акіменко Владислав В'ячеславович. – Київ, 2021. – 97 с. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/45724 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | КПІ ім. Ігоря Сікорського | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.subject | електронний парамагнітний резонанс | uk |
| dc.subject | парамагнітні центри | uk |
| dc.subject | алмазоподібні плівки | uk |
| dc.subject | електронна структура | uk |
| dc.subject | Германій | uk |
| dc.subject | paramagnetic centers | uk |
| dc.subject | Germanium | uk |
| dc.subject | electronic structure | uk |
| dc.subject | electronic paramagnetic resonance | uk |
| dc.subject | diamond-like films | uk |
| dc.subject.udc | 539.216.2 543.429.22 546.26-162 | uk |
| dc.title | Вплив легування германієм на властивості парамагнітних центрів у тонких аламазоподібних плівках | uk |
| dc.type | Master Thesis | uk |