СТАРИК Сергій Петрович Кандидат технічних наук, зав. лабораторією тел. +38(044)4329932 e-mail: s.starik@ukr.net              Співробітники лабораторії

 

 

 

Основні наукові напрямки

 Основним напрямом діяльності лабораторії є вивчення надтвердих моно-і полікристалічних матеріалів, а також діагностика інструментів з полікристалічних надтвердих матеріалів. Колектив лабораторії працює над виконанням завдань науково-дослідницької тематики ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, установ НАН України, і надає послуги іншим організаціям різних відомств при проведенні робіт з пріоритетних фундаментальних досліджень і прикладних розробок. У складі лабораторії структурно функціонує три групи: растрової електронної мікроскопії і рентгеноспектрального аналізу, оптичної спектроскопії, а також технологічна група з нанесення вуглецевих покриттів.

Для вивчення властивостей і характеристик досліджуваних матеріалів в лабораторії апаратно забезпечені і застосовуються методи скануючої електронної мікроскопії (СЕМ), енергодисперсійного рентгеноспектрального аналізу, еліпсометрії і ультрафіолетової (УФ) - видимої - інфрачервоної (ІЧ) спектроскопії. Також в лабораторії проводяться дослідження із залученням ІЧ спектрального картографування, порушеного повного внутрішнього відображення, ІЧ мікроспектроскопії, катодолюмінісцентної та оптичної мікроскопії. Вагомим досягненням лабораторії є розробка наукових основ застосування електронної дифракції зворотного розсіяння електронів (Кикучі дифракції) для вивчення структурних і орієнтаційних характеристик полікристалічних матеріалів.

Вивчення структури і спектральних характеристик надтвердих моно і полікристалічних матеріалів. Частина обладнання Лабораторії входить у ЦККНП «Аналітичний центр дослідження та нанодіагностики матеріалів».

У лабораторії розроблена технологія отримання вуглецевих алмазоподібних аморфних плівкових конденсатів і плазмохімічної обробки і модифікації поверхневих шарів різних матеріалів методом хімічного осадження з газової фази (ХОГФ).

На базі лабораторії із залученням фахівців Carl Zeiss і Oxford Instruments регулярно проводяться науково-практичні семінари для науковців України.

 

Лабораторія поділена на наступні групи: 

1. Електронна мікроскопія;
2. Оптична діагностика і спектроскопія;
3. Вакуумна установка для плазмохімічного осадження алмазоподібних вуглецевих плівок;
4. Вакуумна установка для нанесення покриттів методом фізичного осадження матеріалів.

 

1. Електронна мікроскопія

 

Сканувальний електронний мікроскоп ZEISS EVO 50 XVP (Carl Zeiss, Німеччина), укомплектований аналізатором рентгенівських спектрів Ultim Max 100 (Oxford Instruments) та детектором дифракції відбитих електронів. HKL CHANNEL 5. Збільшення змінюється в межах від 5х до 1 000 000х.

Детальну інформацію про це обладнання можна знайти на сайті в розділі, присвяченому Центру колективного користування науковими приладами «Аналітичний центр дослідження та нанодіагностики матеріалів»

Співробітники групи:

• Ткач Василь Миколайович
• Білорусець Віктор Валерійович
• Кузьменко Євген Федорович

  

2. Оптична діагностика і спектроскопія

  

 

 

 

 

  

Використовується комплекс обладнання, я якому інфрачервоний Фур"є- спектрометр Nicolet 6700 та мікроскоп Nicolet Continuum (Thermo Fisher Scientific, США) доповнені ультрафіолетовим і видимим спектрофотометром Spekol 1500 (Analytik Jena AG, Німеччина).

Робочі діапазони хвильових чисел спектрометра Nicolet 6700, які відповідають окремим конфігураціям джерело/світлоподільник/детектор: ближня ІЧ область – 25000-8500 см-1, середня – 7400-600 см-1, дальня 600-50 см-1. З допомогою додаткових приставок можливо реалізувати вимірювання порушеного повного внутрішнє відбивання (ППВВ, ATR), дифузного розсіювання, дзеркального відбивання з діапазоном кутів падіння: 30° - 85° на даному спектрометрі.

Спектральний діапазон мікроскопа Nicolet Continuum – 7400-500 см-1, режими вимірювання – пропускання, порушене повне внутрішнє відбивання, дзеркальне відбивання (нормальне падіння).

 

  

 

 

 

Ультрафіолетовий і видимий спектрофотометр Spekol 1500 (Analytik Jena AG, Німеччина) застосовується для вимірювання коефіцієнта пропускання і оптичної густини твердих, рідких і газоподібних проб в ультрафіолетовому та видимому спектральному діапазоні 190-1100 нм.

Детальну інформацію про згадане вище обладнання можна знайти на сайті в розділі присвяченому Центру колективного користування науковими приладами «Аналітичний центр дослідження та нанодіагностики матеріалів»

Співробітники групи:

• Старик Сергій Петрович  

  

3. Вакуумна установка для плазмохімічного осадження алмазоподібних вуглецевих плівок

 В Інституті розроблена і успішно експлуатується пілотна вакуумна установка – плазмохімічний реактор для осадження плівок аморфного гідрогенізованого вуглецю з вуглецеводневої плазми ВЧ-розряду. У реакторі використовується ємнісний ВЧ-розряд, рівнорозмірні плоскопаралельні дискові електроди та радіальні потоки робочої газової суміші.

Конструкція установки забезпечує можливість варіації хімічного складу і структури осаджуваних плівок та відповідно дозволяє осаджувати атомарногладкі і однорідні алмазоподібні покриття з високою адгезією і унікальним набором функціональних властивостей. Висока твердість плівок регулюється варіацією умов нанесення в інтервалі від 3 до 20 ГПа. Плівки досить еластичні і добре витримують багатократний вигин. Коефіцієнт тертя системи алмазоподібна плівка - металева поверхня знаходиться в діапазоні 0,08 - 0,1. Покриття високостійке до всіх неорганічних і органічних травильників в широкому інтервалі температур. Алмазоподібні плівки витримують тривалий нагрів до 300 °C на повітрі, а в середовищі без кисню - до 1200 °C. Питомий опір вуглецевих плівок після інкорпорації або імплантації може змінюватись від 1014 Ом·см до 10-4 Ом·см.

Відносна діелектрична проникність гідрогенізованих вуглецевих плівок може варіюватися від 1,7 до 8. Для полімероподібних плівок з великим вмістом водню вона змінюється від 1,7 до 3. Такі величини характерні для більшості полімерних матеріалів. Відносна діелектрична проникність алмазоподібних вуглецевих плівок перекриває діапазон від 3 до 7, що характерно для алмазу. При додаванні в робочу газову суміш азоту можливе отримання плівок, в яких відносна діелектрична проникність варіюється в діапазоні від 2 до 80. Це обумовлено формуванням в структурі плівки значної кількості дипольних комплексів обумовлених вуглецевими кільцями з непарною кількістю атомів. Вуглецеві покриття мають хорошу біосумісність з біохімічним середовищем людського організму. Використання алмазоподібних вуглецевих плівок для захисту медичних імплантатів дозволяє усувати алергічні явища і реакції відторгнення.

Відпрацьовані методики осадження алмазоподібних покриттів на підкладки з кремнію, германію, алмазу, арсеніду галію, кристалічного і плавленого кварцу, різних сортів скла, титану, нержавіючої сталі, молібдену, міді, алюмінію і нікелю, а також на різні види пластмас. На багато інших матеріалів можливе осадження АПП після нанесення додаткових адгезійно-буферних прошарків. Технологічний процес має достатню енергоефективність.

Співробітник групи:

Горохов В’ячеслав Юрійович

 

4. Вакуумна установка для нанесення покриттів методом фізичного осадження матеріалів

В лабораторії проводяться роботи з нанесення функціональних покриттів методом фізичного осадження матеріалів (електродуговим та магнетронним методом) на модернізованій установці ВУ-1Б. Наносяться такі види покриттів: нітриди (TiN), карбіди (TiC, SiC), оксиди (TiO2), метали (Ti, Cu, Al, Ni, Mo, W, Ag) на металеві та не металеві вироби (кераміка, абразивні порошки та деякі види полімерних матеріалів).

Співробітники групи:

• Соколюк Дмитро Васильович
• Білорусець Віктор Валерійович