РОЛЬ ГЕТЕРОЭПИТАКСИИ В РАЗРАБОТКЕ НОВЫХ ТОНКОПЛЕНОЧНЫХ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ОКСИДОВ

Кауль А.Р., Горбенко О.Ю.

Химический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова,

кафедра неорганической химии

В докладе рассмотрены результаты серии работ авторов за последние 5 лет по синтезу новых оксидных соединений и тонкопленочных материалов, основанному на применении явления гетероэпитаксии. Эпитаксиальная стабилизация неустойчивых и еще не известных соединений в виде тонких пленок, рассматривается как новая самостоятельной ветвь направленного неорганического синтеза. Изложена термодинамическая модель и основы теории эпитаксиальной стабилизации [1], объяснена роль термодинамических и структурно-геометрических факторов, определяющих возможность эпитаксиальной стабилизации неустойчивых фаз. Рассмотрены результаты авторов по стабилизации полиморфных модификаций, продлению морфотропных рядов соединений РЗЭ, стабилизации соединений элементов в неустойчивых степенях окисления, полученные при синтезе тонкопленочных материалов методом химического осаждения из паровой фазы (MOCVD). Показано, как эпитаксиальная стабилизация может быть использована при создании гетероструктур с особыми электрическими свойствами. Обсуждаются примеры и причины изменения взаимной растворимости и реакционной способности оксидов в эпитаксиальном состоянии. Во второй части доклада рассмотрены примеры возникновения нанодоменных упорядоченных вариантных структур в тонких гетероэпитаксиальных пленках. На основе теории почти совпадающих узлов обсуждаются особенности структурных отношений материалов пленок и подложек, приводящие к получению тонких пленок с различной вариантностью. Показано, что, направленно влияя на процесс гетероэпитаксии, можно управлять функциональными свойствами (в том числе электрическими и магнитными) тонкопленочных материалов, направленно изменяя их вариантную структуру.

[1] А.Р.Кауль, O.Ю.Горбенко и А.А.Каменев, Успехи химии, т.73, c.932 (2004).