Работы. Мемуар - Александр Феликсович Борун
Дело хорошее, решили те сотрудники изобретателя, что не подались вместе с ним искать, где молочные реки глубже. Они продолжили работать (а именно, в МИСиСе): подбирать режимы напыления для получения наиболее хорошей плёнки. А другие сотрудники МИСиСа исследовали, что получается.
Тут в повествовании появляется сотрудник кафедры полупроводников Малинкович. На снимке он слева. (Справа я, в середине аспирант, потом к.ф.-м.н. Артём Иржак). Нагрузка на него была колоссальная: он и преподавал, и занимался фантастически большим количеством разных научных исследований параллельно. Я никогда даже не пытался его расспросить, сколько их у него, а понял это из того, сколько людей заходило с ним что-то обсудить, пока мы с ним обсуждали что-то, касающееся нашей с ним совместной работы. Он спроектировал установку для исследования той самой плёнки на электрический пробой. Главным органом установки был предметный столик от старого микроскопа, на котором закреплялся образец, представлявший собой плёнку, осаждённую на поверхность металла. Точнее, на поверхность металлической плёнки на изоляторе. На образец, к металлу которого припаивался электрод, опускался другой электрод, сконструированный из стержня от шариковой авторучки. Шарик стержня имеет по сравнению с площадью электрического пробоя настолько большую величину, что контакт можно считать плоским и не опасаться контактных явлений в виде искажения энергетических зон изолятора. Хотя я не знаю, есть ли они у аморфного вещества, но неважно. Подаваемое напряжение растёт, а ток фиксируется самописцем. Через некоторое время добавился комп с программой, управляющей повышением напряжения и регистрирующей ток лучше самописца. Тем более что самописец сплошь и рядом не удавалось вовремя отключить при наступлении пробоя, и он пытался уползти за шкалу и гневно жужжал, что было ему не полезно.
Микроскоп
Я на этой самоделке работал и потом рассматривал места пробоя под микроскопом. Не электронным, оптическим, но очень хорошим. Фирмы «Цейсс», с увеличением до 1000 (т.е. примерно предельно возможное для оптики) и всякими приспособлениями. Съёмка в поляризованном свете, в синем свете (у него длина волны меньше, тем самым, разрешение больше), увеличение разрешения путём вибрации регистрирующей матрицы и мн. др. А также мне на этот микроскоп несли всякие другие образцы. Например, оказалось возможным рассматривать, фокусируя микроскоп внутри образца, ряды пузырьков, образующихся в кристалле сапфира, когда его выращивают из расплава и пытаются увеличить скорость подъёма, а расплав увлекается силами поверхностного притяжения, а потом резко опускается, исчерпав возможную величину этих сил. И т.д. Помнится, для общего отчёта, не в силах отказаться от многих красивых картинок, составил свой отчёт на 80 страниц. Велели сократить раза в три. А я думал, чем отчёт больше, тем лучше. В целом так и есть. Но только если он не забивает отчёты прочих сотрудников, отписавшихся на одной страничке. Вообще этот микроскоп выдавал самые красивые картинки из всех, что я видел.
Вот, нашёл схематичный рисунок микроскопа.
Axio Imager.D1, Carl Zeiss AG.
Тут на схеме нет прилагающегося к нему компа с монитором. Более того, не показана та самая фотокамера с подвижной матрицей. Она была прикреплена на самом верху, а тут только место под неё.
Профилометр
Ещё поручили профилометр. В основе иголочка, вроде как у проигрывателя грампластинок, но нежнее и точнее. Иголочка проползает заданный отрезок, и выдаётся профиль. Например, очень полезен при послойном анализе любым поверхностно-чувствительным методом, тем же РФЭС, или вторично-ионным масс-спектрометром, с распылением образца ионной пушкой. Состав-то послойно фиксируется спектрами, в зависимости от времени распыления, а как перевести время в единицы глубины? Надо мерить глубину кратера и определять скорость распыления.
Сначала это был старый профилометр. выдававший график на экран. А я его фотографировал фотоаппаратом. Есть даже снимок, где я нечаянно и себя запечатлел при этом, и сам фотоаппарат на маленьком трёхногом штативе, в виде отражения на экране монитора.
Потом появился новый профилометр, он и на экране показывал, и в файл записывал. Притом у него и точность, и чувствительность была гораздо выше. Плюс встроенный комп, который мог проводить предварительную обработку профиля, скажем, учитывать общий наклон образца и даже его общую выпуклость или вогнутость. Последующая обработка тоже была, он, скажем, мог отделять шероховатость (резкие короткие скачки профиля) от волнистости (плавные длинные поднятия и опускания профиля), и измерять их отдельно друг от друга. Правда, ему надо было, помнится, задать границу между этими характеристиками поверхности – длиннее какой периодичности это уже не шероховатость, а волнистость.
Вот измерение края кратера на новом профилометре. Оранжевым показаны заданные вручную базовые области, между средними значениями которых прибор меряет разность высоты.
Но улучшать профилометр и цейсовский микроскоп некуда, а улучшение самоделки много времени не занимало. Работа на ней – занимала, но была довольно механической. И я попытался описать электрический пробой кремнийорганической плёнки и сделать из получившейся формулы какие-то выводы об энергии активации электронов и, тем самым, о химических связях в ней.
Это оказалось непростой задачей. В принципе, туннельный ток, протекающий через диэлектрик под действием предпробойного напряжения, описывается экспонентой, у которой в показателе участвует энергия той электронной связи, которая оказалась самой непрочной. Но пристальное исследование предпробойной кривой в моём случае показало, что там не одна, а две экспоненты. Довольно редкий случай, потому что та экспонента, что начинает действовать раньше, при меньшем напряжении электрического поля, должна забить вторую, включающуюся позже, ведь она и менее крутая… Но бывает и так. Это возможно в случае, если вторая соответствует очень большому количеству электронных связей, а первая порождена незначительной примесью. Вот я, значит, прикинул обе энергии и подобрал под них несколько вероятных кандидатов на химические связи в материале плёнки.
No passaran
Правда, статью об этом не приняли даже в издаваемый в институте журнал. Я показал отрицательную рецензию Малинковичу. Он её раскритиковал – он знал автора рецензии, который, по его словам, хотя и специалист по электрическому пробою, но совершенно не таких материалов, и потому не понял смысла статьи о происходящих в нашей плёнке процессах. Однако мне не удалось заставить его написать про это в редакцию. И то, что он был соавтором, не помогло. Он вёл столько разных тем, и по ним было столько статей, что
