МОДЕЛИРОВАНИЕ ВЗАИМОДИФФУЗИИ И ФАЗООБРАЗОВАНИЯ В ТОНКОПЛЕНОЧНОЙ ДВУХСЛОЙНОЙ СИСТЕМЕ ПОЛИКРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ОКСИДОВ ТИТАНА И КОБАЛЬТА

Аннотация

Предложена модель, развивающая теорию Даркена взаимной диффузии в бинарной системе с неограниченной растворимостью, на случай реакционной взаимодиффузии в двухслойной системе, состоящей из поликристаллических фаз оксидов двух металлов и содержащей подвижные и неподвижные компоненты в каждой из фаз. В рамках модели проведён численный анализ экспериментальных концентрационных распределений титана и кобальта в тонкоплёночной системе TiO_2-x–Co_1-yO, полученных методом резерфордовского обратного рассеяния, при отжиге в вакууме. Анализ выявил доминирующую роль диффузии подвижного кобальта в фазу TiO_2-x  по сравнению с диффузией подвижного титана в фазу Co_1-yO и область локализации образования фаз сложных окси-
дов в окрестности межфазной границы TiO_2-x–Co_1-yO.

REFERENCES

1. Chebotin V. N. Fizicheskaya khimiya tverdogo tela [Physical chemistry of a solid body]. M.: Khimiya Publ., 1982, 320 p. (in Russ.)
2. Tretyakov Yu. D. Tverdofaznye reaktsii [Solid phase reactions]. M.: Khimiya Publ., 1978, 360 p. (in Russ.)
3. Afonin N. N., Logacheva V. A. Interdiffusion and phase formation in the Fe–TiO2 thin-fi lm system. Semiconductors, 2017, v. 51(10), pp. 1300–1305. https://doi.org/10.1134/S1063782617100025
4. Afonin N. N., Logacheva V. A. Cobalt modifi cation of thin rutile fi lms magnetron-sputtered in vacuum technical. Technical Physics, 2018, v. 63(4), pp. 605–611. https://doi.org/10.1134/S1063784218040023
5. Kofstad P. Nonstoichiometry, diffusion, and electrical conductivity in binary metal oxides. Wiley-Interscience, 1972, 382 p.
6. Smigelskas A. D., Kirkendall E. O. Zinc Diffusion in alpha brass. Trans. AIME, 1947, v. 171, pp. 130–142.
7. Chambers S. A., Thevuthasan S., Farrow R. F. C., Marks R. F., Thiele J. U., Folks L., Samant M. G., Kellock A. J., Ruzycki N., Ederer D. L., Diebold U. Epita xial growth and properties of ferromagnetic co-doped TiO2 anatase. Appl. Phys. Lett., 2001, v. 79, pp. 3467–3469. https://doi.org/10.1063/1.1420434
8. Matsumoto Y., Murakami M., Shono T., Hasegawa T., Fukumura T., Kawasaki M., Ahmet P., Chikyow T., Koshihara S., Koinumaet H. Room-temperature ferromagnetism in transparent transition metal-doped titanium dioxide. Science, 2001, v. 291, pp. 854–856. https://doi.org/10.1126/science.1056186
9. Darken L. S. Diffusion, mobility and their interrelation through free energy in binary metallic systems. Trans. AMIE, 1948, v. 175, pp. 184–190.
10. Samarsky A. A. [Theory of difference schemes]. M.: Nauka Publ., 1977, 656 с. (in Russ.)
11. Afonin N. N., Logacheva V. A., Gerasimenko Yu. A., Dolgopolova E. A., Khoviv A. M. Interaction of cobalt and titanium with thin fi lms of their oxides during vacuum annealing // [Condensed Matter and Interphase], 2013, v. 15 (3), p. 232-237. URL: https://journals.vsu.ru/kcmf/article/view/902/984 (in Russ.)