phmathВестник Государственного университета просвещения. Серия: Физика-МатематикаBulletin of Federal State University of Education. Series: Physics and Mathematics2949-50832949-5067Federal State University of Education10.18384/2310-7251-2020-3-53-64phmath-61Research ArticleФИЗИКАPHYSICSИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ УГЛЕРОДНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ПОКРЫТИЙ, НАНЕСЁННЫХ МЕТОДОМ ИМПУЛЬСНОГО ЛАЗЕРНОГО ОСАЖДЕНИЯINVESTIGATION OF PHYSICAL PROPERTIES OF carbon DIAMOND-LIKE COATINGS APPLIED BY PULSED LASER DEPOSITIONНиколаеваД. В.NikolaevaD. V.darnik.dn2@gmail.comГенераловД. В.GeneralovD. V.1032181886@pfur.ruПаршинБ. А.ParshinB. A.bodya67rus97@bk.ruМакеевМ. О.MakeevM. O.mc.stiv@gmail.comРоссийский университет дружбы народовРоссияPeoples’ Friendship University of RussiaRussian FederationМосковский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)РоссияBauman Moscow State Technical UniversityRussian FederationРоссийский университет дружбы народов; Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)РоссияPeoples’ Friendship University of Russia; Bauman Moscow State Technical UniversityRussian Federation202015022022035364Copyright © Николаева Д.В., Генералов Д.В., Паршин Б.А., Макеев М.О., 20222022Николаева Д.В., Генералов Д.В., Паршин Б.А., Макеев М.О.Nikolaeva D.V., Generalov D.V., Parshin B.A., Makeev M.O.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.physmathmgou.ru/jour/article/view/61

Цель исследования - определение толщин и оптических констант углеродных алмазоподобных покрытий, нанесённых методом импульсного лазерного осаждения, для выработки рекомендаций по технологическим режимам нанесения данных покрытий на медные и алюминиевые зеркала. Процедура и методы. Для определения толщин и оптических констант углеродных алмазоподобных покрытий применяется метод ИК-спектроскопической эллипсометрии. Результаты. Определены толщины и оптические константы углеродных алмазоподобных покрытий, нанесённых на образцы медных и алюминиевых зеркал методом импульсного лазерного осаждения. Теоретическая и практическая значимость. Определены оптимальные с точки зрения оптических характеристик технологические режимы нанесения алмазоподобных покрытий методом импульсного лазерного осаждения на медные и алюминиевые подложки.

Aim: determination of the thickness and optical constants of carbon diamond-like coatings applied by pulsed laser deposition to develop recommendations for technological modes of applying these coatings to copper and aluminum mirrors. Methodology. The infrared spectroscopic ellipsometry method is used to determine the thickness and optical constants of carbon diamond-like coatings. Results. The thicknesses and optical constants of carbon diamond-like coatings applied to samples of copper and aluminum mirrors by pulsed laser deposition were determined. Research implications. The optimal technological modes for applying diamond-like coatings by pulsed laser deposition to copper and aluminum substrates are determined from the point of view of optical characteristics.

углеродное алмазоподобное покрытиеэллипсометрияупрочнениеоптические элементыфакторы космического пространстватехнологические режимыимпульсное лазерное осаждениеcarbon diamond-like coatingellipsometryreinforcingoptical elementsspace factorstechnological modespulsed laser depositionReferencesRobertson J. Diamond-like amorphous carbon // Materials science and engineering: R: Reports. 2002. Vol. 37. Iss. 4-6. P. 129-281. DOI: 10.1016/S0927-796X(02)00005-0.Robertson J. Diamond-like amorphous carbon // Materials science and engineering: R: Reports. 2002. Vol. 37. Iss. 4-6. P. 129-281. DOI: 10.1016/S0927-796X(02)00005-0.Bewilogua K., Hofmann D. History of diamond-like carbon films - from first experiments to worldwide applications // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 242. P. 214-225. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2014.01.031.Bewilogua K., Hofmann D. History of diamond-like carbon films - from first experiments to worldwide applications // Surface and Coatings Technology. 2014. Vol. 242. P. 214-225. DOI: 10.1016/j.surfcoat.2014.01.031.Grill A. Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials - an overview // Diamond and related materials. 2003. Vol. 12. Iss. 2. P. 166-170. DOI: 10.1016/S0925-9635(03)00018-9.Grill A. Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials - an overview // Diamond and related materials. 2003. Vol. 12. Iss. 2. P. 166-170. DOI: 10.1016/S0925-9635(03)00018-9.Hauert R. DLC films in biomedical applications // Tribology of Diamond-Like Carbon Films. Boston, MA: Springer, 2008. P. 494-509. DOI: 10.1007/978-0-387-49891-1_20.Hauert R. DLC films in biomedical applications // Tribology of Diamond-Like Carbon Films. Boston, MA: Springer, 2008. P. 494-509. DOI: 10.1007/978-0-387-49891-1_20.Protective diamond-like carbon coatings for future optical storage disks / Piazza F., Grambole D., Schneider D., Casiraghi C., Ferrari A. C., Robertson J. // Diamond and Related Materials. 2005. Vol. 14. Iss. 3-7. P. 994-999. DOI: 10.1016/j.diamond.2004.12.028.Protective diamond-like carbon coatings for future optical storage disks / Piazza F., Grambole D., Schneider D., Casiraghi C., Ferrari A. C., Robertson J. // Diamond and Related Materials. 2005. Vol. 14. Iss. 3-7. P. 994-999. DOI: 10.1016/j.diamond.2004.12.028.Diamond-like carbon protective anti-reflection coating for Si solar cell / Choi W. S., Kim K., Yi J., Hong B. // Materials Letters. 2008. Vol. 62. Iss. 4-5. P. 577-580. DOI: 10.1016/j.matlet.2007.06.019.Diamond-like carbon protective anti-reflection coating for Si solar cell / Choi W. S., Kim K., Yi J., Hong B. // Materials Letters. 2008. Vol. 62. Iss. 4-5. P. 577-580. DOI: 10.1016/j.matlet.2007.06.019.Упрочнение зеркальной поверхности за счет нанесения углеродной наноструктуры / Батшев В. И., Козлов А. Б., Мачихин А. С., Макеев М. О., Осипков А. С., Булатов М. Ф., Кинжагулов И. Ю., Степанова К. А. // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 127. № 10. С. 581-585. DOI: 10.21883/OS.2019.10.48361.174-19.Упрочнение зеркальной поверхности за счет нанесения углеродной наноструктуры / Батшев В. И., Козлов А. Б., Мачихин А. С., Макеев М. О., Осипков А. С., Булатов М. Ф., Кинжагулов И. Ю., Степанова К. А. // Оптика и спектроскопия. 2019. Т. 127. № 10. С. 581-585. DOI: 10.21883/OS.2019.10.48361.174-19.Progress in Spectroscopic Ellipsometry: Applications from Vacuum Ultraviolet to Infrared / Hilfiker J. N., Bungay C. L., Synowicki R. A., Tiwald T. E., Herzinger C. M., Johs B., Pribil G. K., Woollam J. A. // Journal of Vacuum Science & Technology A. 2003. Vol. 21. Iss. 4. P. 1103-1108. DOI: 10.1116/1.1569928.Progress in Spectroscopic Ellipsometry: Applications from Vacuum Ultraviolet to Infrared / Hilfiker J. N., Bungay C. L., Synowicki R. A., Tiwald T. E., Herzinger C. M., Johs B., Pribil G. K., Woollam J. A. // Journal of Vacuum Science & Technology A. 2003. Vol. 21. Iss. 4. P. 1103-1108. DOI: 10.1116/1.1569928.Survey of methods to characterize thin absorbing films with Spectroscopic Ellipsometry / Hilfiker J. N., Singh N., Tiwald T., Convey D., Smith S. M., Baker J. H., Tompkins H. G. // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516. Iss. 22. P. 7979-7989. DOI: 10.1016/j.tsf.2008.04.060.Survey of methods to characterize thin absorbing films with Spectroscopic Ellipsometry / Hilfiker J. N., Singh N., Tiwald T., Convey D., Smith S. M., Baker J. H., Tompkins H. G. // Thin Solid Films. 2008. Vol. 516. Iss. 22. P. 7979-7989. DOI: 10.1016/j.tsf.2008.04.060.Use of Molecular Vibrations to Analyze Very Thin Films with Infrared Ellipsometry / Tompkins H. G., Tiwald T., Bungay C., Hooper A. E. // The Journal of Physical Chemistry B. 2004. Vol. 108. Iss. 12. P. 3777-3780. DOI: 10.1021/jp035731a.Use of Molecular Vibrations to Analyze Very Thin Films with Infrared Ellipsometry / Tompkins H. G., Tiwald T., Bungay C., Hooper A. E. // The Journal of Physical Chemistry B. 2004. Vol. 108. Iss. 12. P. 3777-3780. DOI: 10.1021/jp035731a.Liu P., Zhang Y., Martin S. T. Complex Refractive Indices of Thin Films of Secondary Organic Materials by Spectroscopic Ellipsometry from 220 to 1200 nm // Environmental Science & Technology. 2013. Vol. 47. Iss. 23. P. 13594-13601. DOI: 10.1021/es403411e.Liu P., Zhang Y., Martin S. T. Complex Refractive Indices of Thin Films of Secondary Organic Materials by Spectroscopic Ellipsometry from 220 to 1200 nm // Environmental Science & Technology. 2013. Vol. 47. Iss. 23. P. 13594-13601. DOI: 10.1021/es403411e.Infrared optical properties of amorphous and nanocrystalline Ta2O5 thin films / Bright T. J., Watjen J. I., Zhang Z. M., Muratore C., Voevodin A. A., Koukis D. I., Tanner D. B., Arenas D. J. // Journal of Applied Physics. 2013. Vol. 114. Iss. 8. P. 083515. DOI: 10.1063/1.4819325.Infrared optical properties of amorphous and nanocrystalline Ta2O5 thin films / Bright T. J., Watjen J. I., Zhang Z. M., Muratore C., Voevodin A. A., Koukis D. I., Tanner D. B., Arenas D. J. // Journal of Applied Physics. 2013. Vol. 114. Iss. 8. P. 083515. DOI: 10.1063/1.4819325.Макеев М. О., Жукова Е. А. Исследование алмазоподобных покрытий методами ИК-спектральной эллипсометрии и спектроскопии комбинационного рассеяния света // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2013. № 07. С. 229-240. DOI: 10.7463/0713.0597996.Макеев М. О., Жукова Е. А. Исследование алмазоподобных покрытий методами ИК-спектральной эллипсометрии и спектроскопии комбинационного рассеяния света // Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н. Э. Баумана. 2013. № 07. С. 229-240. DOI: 10.7463/0713.0597996.Макеев М. О., Зверев А. В., Родионов И. А. Исследование характеристик и методов нанесения резиста с применением ИК-спектральной эллипсометрии // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2015. № 6 (105). С. 125-134. DOI: 10.18698/0236-3933-2015-6-125-134.Макеев М. О., Зверев А. В., Родионов И. А. Исследование характеристик и методов нанесения резиста с применением ИК-спектральной эллипсометрии // Вестник Московского государственного технического университета им. Н. Э. Баумана. Серия: Приборостроение. 2015. № 6 (105). С. 125-134. DOI: 10.18698/0236-3933-2015-6-125-134.Ремез Л. М., Шупенев А. Е., Куликов И. В. Анализ влияния технологических параметров процесса импульсного лазерного осаждения на физико-морфологические свойства тонких пленок // Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии: материалы Всероссийской научно-технической конференции (7-10 апреля, 2015, Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана) [Электронный ресурс]. URL: studvesna.ru?go=articles&id=1196 (дата обращения: 22.06.2020).Ремез Л. М., Шупенев А. Е., Куликов И. В. Анализ влияния технологических параметров процесса импульсного лазерного осаждения на физико-морфологические свойства тонких пленок // Студенческая научная весна: Машиностроительные технологии: материалы Всероссийской научно-технической конференции (7-10 апреля, 2015, Москва, МГТУ им. Н. Э. Баумана) [Электронный ресурс]. URL: studvesna.ru?go=articles&id=1196 (дата обращения: 22.06.2020).Handbook of ellipsometry / ed. by H. G. Tompkins, E. A. Irene. Norwich, NY: William Andrew Publishing, Springer, 2005. 870 p.Handbook of ellipsometry / ed. by H. G. Tompkins, E. A. Irene. Norwich, NY: William Andrew Publishing, Springer, 2005. 870 p.Рывкина Н. Г. Эллипсометрия в нанотехнологиях // Мир измерений. 2009. № 10. С. 19-25.Рывкина Н. Г. Эллипсометрия в нанотехнологиях // Мир измерений. 2009. № 10. С. 19-25.IR-VASE User’s Manual. USA: J. A. Woollam Co. Inc., 2006. 670 p.IR-VASE User’s Manual. USA: J. A. Woollam Co. Inc., 2006. 670 p.Wooten F. Optical Properties of Solids. New York: Academic Press, 1972. 270 p.Wooten F. Optical Properties of Solids. New York: Academic Press, 1972. 270 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.