home

Микротвёрдость приповерхностного слоя LINBO3

?
МИКРОТВЁРДОСТЬ ПРИПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ LINBO3
В. А. Юрьев, А. Б. Волынцев, А. В. Сосунов
Пермский государственный национальный исследовательский университет,
614990, Пермь, Букирева, 15
Ниобат лития (НЛ) широко используется при создании интегральнооптических схем в качестве основы для размещения протонообменных
волноводов. Физические и химические свойства НЛ выделяют его среди
аналогичных материалов, в то время как возможность выращивания
методом Чохральского [1] делает его доступным для массового
производства.
В процессе производства пластин НЛ, непосредственно использующихся
в интегрально-оптических схемах и элементах, кристалл подвергается
различным видам физических и/или химических обработок. Это необходимо
для создания гладкой поверхности пластины, на которой будет создана
структура волновода. Однако показано [2], что совокупность процедур
обработки приводит к созданию приповерхностного дефектного слоя, резко
отличающегося по своим свойствам от остального кристалла, его
собственной дефектной структуры [3]. Глубина расположения этого слоя и
его физические характеристики могут оказывать влияние на свойства
волновода в кристалле [4]. Неоднородность слоя может привести к
отсутствию воспроизводимости результатов работы интегральнооптической схемы, что является недопустимым в массовом производстве.
Целью данной работы является изучение некоторых характерных свойств
приповерхностного дефектного слоя — его толщины и механических
характеристик.
2
Образец размером 20х10х1 мм сначала был вырезан из пластины НЛ
производства Crystal Technology, затем процарапан алмазной пирамидой по
одной стороне и надломлен вручную по линии реза. Такой метод подготовки
меньше всего нарушает внутреннюю структуру кристалла.
Для описания исследуемой структуры образца использовали
сканирующий электронный микроскоп Hitachi S3400N при ускоряющем
напряжении 20 кВ в режиме рассеянных электронов. Для получения
наиболее точного изображения структуры непроводящую поверхность
образца не покрывали специальным напылением, что привело к снижению
качества изображения.
Исследование механических характеристик образца проводили с
помощью атомного силового микроскопа Bruker Icon путем внедрения
алмазного индентора в исследуемую поверхность. Жесткость материала
оценивалась по величине глубины внедрения, наблюдаемой при заданном
значении силы вдавливания – 2 мкН. Глубина внедрения оценивалась по
кривой индентирования, полученной на обратном ходе кантилевера.
56