Влияние шероховатости барьерного слоя на формирования наночастиц катализатора роста углеродных нанотрубок

Сравниваются слои TiN, полученные методами электронно-лучевого испарения (ЭЛИ) и атомно-слоевого осаждения (АСО), на предмет влияния технологии осаждения барьерных слоев на формирование наночастиц катализатора роста углеродных нанотрубок (УНТ). Слои, полученные ЭЛИ, имеют шероховатость в 1.5 раза выше, чем слои, нанесенные методом АСО ($R_a$ = 1 nm и $R_a$ = 0.6 nm соответственно). Наночастицы, сформированные на поверхности ЭЛИ слоя, характеризуются большим средним размером (порядка 30 nm) и в 1.3 раза большей дисперсией распределения, в сравнении с наночастицами сформированными на АСО слое. Слои TiN, полученные ЭЛИ характеризуются лучшей смачиваемостью поверхности в сравнении со слоями АСО. Краевой угол смачивания для наночастицы катализатора на поверхности ЭЛИ слоя TiN составляет около 30 и приближается к 90 градусам для слоев АСО. Растекание катализатора обусловлено моделью Венцеля. Показано, что более высокая шероховатость поверхности образцов ЭЛИ связана с кристаллизацией TiN, т. к. процесс формирования слоя протекает при более высокой температуре по сравнению с процессом АСО. По этой причине, использование барьерных слоев, полученных методом АСО, предпочтительнее для формирования на их поверхности наночастиц катализатора роста УНТ.