Научная часть моей стажировки в США
Уже прошло 4 недели, как я вернулся со стажировки из США. Но я в очередной раз о ней напишу, теперь для журнала “Нанометр”, уже как-то опубликовавшего мою заметку о конференции в Дубне, правда, с некоторыми искажениями авторского замысла.
Руководствуясь тематикой журнала, сделаю акцент на том, собственно, ради чего я туда ездил. То есть расскажу, наконец, о своей научной работе “там”.
В отличие от большинства моих однокурсников, я стажировался не в одном из университетов или НИИ, а в небольшой частной компании iBeam Materials, занимающейся получением текстурированных пленок оксида магния методом IBAD. IBAD (ion beam assisted deposition) - метод получения текстурированных пленок на нетекстурированных подложках. Кратко, его суть состоит в том, что ионный пучок в разной степени разрушает кристаллические зерна с различной ориентацией, поэтому при облучении им растущей пленки сохраняются и растут только повернутые определенным образом зерна материала. Получаемая таким образом текстура (согласованная ориентация зерен) важна для многих приложений, например, для производства на поверхности данного материала пленки высокотемпературного сверхпроводника, который, благодаря эпитаксии, унаследует текстуру MgO и сможет нести без сопротивления большие токи. Оксид магния в наше время основной материал для IBAD, потому что он текстурируется довольно быстро, на довольно маленькой толщине. Данная технология сейчас уже широко используется в производстве ВТСП-проводов 2-го поколения, в частности мировым лидером в данной области - компанией SuperPower.
Хотя, следует заметить, в этой области еще много непознанного с научной точки зрения и хватает места для инженерных усовершенствований. Несмотря на это, государственное финансирование НИР и ОКР в области IBAD в Америке было недавно прикрыто. Но, например, Владимиру Матиасу, бывшему сотруднику Национальной Лаборатории Лос-Аламос, было разрешено забрать при этом лабораторное оборудование для открытия собственной компании и коммерциализации своих разработок. Он арендовал здание и пригласил часть бывших коллег на постоянную работу или для выполнения разовых работ. И теперь существует небольшая фирма, производящая пленки текстурированного MgO для желающих и пытающаяся в свободное от этого время вести научные исследования.
Если писать правду, то обучение главному процессу - IBAD - для меня носило преимущественно характер теоретический и наблюдательный. На практике я осуществлял лишь вспомогательные работы с этой установкой, но, тем не менее, смог с ней достаточно хорошо ознакомиться. Она сильно отличается от привычных мне установок для получения текстурированных пленок методом MOCVD (metal-organic chemical vapour deposition). В ней несколько порядков более высокий вакуум, в результате откачка занимает несколько часов (обычно - ночь). В ней больше сложных высокотехнологичных систем. Испарение материала для формирования пленки идет электронным пучком, движущимся по мишени из гранулированного MgO по специальной программе. Потом, собственно, имеются генератор и нейтрализатор ионного пучка. Функционирует система контроля скорости роста пленки (с обратной связью) на базе кварцевой пластинки, частота колебаний которой зависит от количества осевшего на нее материала. Текстура растущей пленки контролируется по данным дифракции быстрых электронов.
С одной стороны, это все очень интересно. Но, с другой, снижает ремонтопригодность, усложняет систему и, в некоторой степени, дистанцирует пользователя от нее. То ли дело MOCVD, где я сам собирал установку, понимаю принципы работы всех ее частей и могу починить или заменить их в случае поломки сам, да и подготовка установки к работе (откачка + нагрев) занимает не более часа. Просто очень разные подходы и отношения к делу. А еще стоит отметить, что более сложная установка IBAD все же сама формирует текстуру, а MOCVD всего лишь позволяет растущей пленке унаследовать текстуру предыдущего буферного слоя или металлической ленты, где она сформирована за счет прокатки.
Большую же часть лично моей стажировки составляло обучение и последующая работа на рентгеновском дифрактометре с двухкоординатным детектором и на атомно-силовом микроскопе. Для меня это, безусловно, полезные навыки. А для компании первое было важно, потому что данные о рентгеновской дифракции с полученных образцов - основной метод количественной оценки качества текстуры полученных образцов. А второе, так как данные АСМ позволяют определить степень шероховатости подложки и сделать вывод о ее пригодности/непригодности для нанесения пленок методом IBAD, из-за того, что хорошие пленки получаются лишь на достаточно гладких подложках.
Еще хочу добавить, что в компании мне понравилось большое количество свободного пространства и внимание к удобству, в том числе, в мелочах.
Об устройстве жизни в целом я уже писал на этом ресурсе: Сева Чепиков, а для незарегистрированных там - здесь: http://sevachepikov.livejournal.com/. Кратко могу сказать, что люди там, в целом, неглупые, доброжелательные и на деньгах незацикленнные, это на них наговаривают. Но и неудобств хватает - от ориентированности инфраструктуры на автомобилистов до дурацкой нефизичной системы фунтов, футов и прочих фаренгейтов.
http://vk.com/note3183180_11586506
Руководствуясь тематикой журнала, сделаю акцент на том, собственно, ради чего я туда ездил. То есть расскажу, наконец, о своей научной работе “там”.
В отличие от большинства моих однокурсников, я стажировался не в одном из университетов или НИИ, а в небольшой частной компании iBeam Materials, занимающейся получением текстурированных пленок оксида магния методом IBAD. IBAD (ion beam assisted deposition) - метод получения текстурированных пленок на нетекстурированных подложках. Кратко, его суть состоит в том, что ионный пучок в разной степени разрушает кристаллические зерна с различной ориентацией, поэтому при облучении им растущей пленки сохраняются и растут только повернутые определенным образом зерна материала. Получаемая таким образом текстура (согласованная ориентация зерен) важна для многих приложений, например, для производства на поверхности данного материала пленки высокотемпературного сверхпроводника, который, благодаря эпитаксии, унаследует текстуру MgO и сможет нести без сопротивления большие токи. Оксид магния в наше время основной материал для IBAD, потому что он текстурируется довольно быстро, на довольно маленькой толщине. Данная технология сейчас уже широко используется в производстве ВТСП-проводов 2-го поколения, в частности мировым лидером в данной области - компанией SuperPower.
Хотя, следует заметить, в этой области еще много непознанного с научной точки зрения и хватает места для инженерных усовершенствований. Несмотря на это, государственное финансирование НИР и ОКР в области IBAD в Америке было недавно прикрыто. Но, например, Владимиру Матиасу, бывшему сотруднику Национальной Лаборатории Лос-Аламос, было разрешено забрать при этом лабораторное оборудование для открытия собственной компании и коммерциализации своих разработок. Он арендовал здание и пригласил часть бывших коллег на постоянную работу или для выполнения разовых работ. И теперь существует небольшая фирма, производящая пленки текстурированного MgO для желающих и пытающаяся в свободное от этого время вести научные исследования.
Если писать правду, то обучение главному процессу - IBAD - для меня носило преимущественно характер теоретический и наблюдательный. На практике я осуществлял лишь вспомогательные работы с этой установкой, но, тем не менее, смог с ней достаточно хорошо ознакомиться. Она сильно отличается от привычных мне установок для получения текстурированных пленок методом MOCVD (metal-organic chemical vapour deposition). В ней несколько порядков более высокий вакуум, в результате откачка занимает несколько часов (обычно - ночь). В ней больше сложных высокотехнологичных систем. Испарение материала для формирования пленки идет электронным пучком, движущимся по мишени из гранулированного MgO по специальной программе. Потом, собственно, имеются генератор и нейтрализатор ионного пучка. Функционирует система контроля скорости роста пленки (с обратной связью) на базе кварцевой пластинки, частота колебаний которой зависит от количества осевшего на нее материала. Текстура растущей пленки контролируется по данным дифракции быстрых электронов.
С одной стороны, это все очень интересно. Но, с другой, снижает ремонтопригодность, усложняет систему и, в некоторой степени, дистанцирует пользователя от нее. То ли дело MOCVD, где я сам собирал установку, понимаю принципы работы всех ее частей и могу починить или заменить их в случае поломки сам, да и подготовка установки к работе (откачка + нагрев) занимает не более часа. Просто очень разные подходы и отношения к делу. А еще стоит отметить, что более сложная установка IBAD все же сама формирует текстуру, а MOCVD всего лишь позволяет растущей пленке унаследовать текстуру предыдущего буферного слоя или металлической ленты, где она сформирована за счет прокатки.
Большую же часть лично моей стажировки составляло обучение и последующая работа на рентгеновском дифрактометре с двухкоординатным детектором и на атомно-силовом микроскопе. Для меня это, безусловно, полезные навыки. А для компании первое было важно, потому что данные о рентгеновской дифракции с полученных образцов - основной метод количественной оценки качества текстуры полученных образцов. А второе, так как данные АСМ позволяют определить степень шероховатости подложки и сделать вывод о ее пригодности/непригодности для нанесения пленок методом IBAD, из-за того, что хорошие пленки получаются лишь на достаточно гладких подложках.
Еще хочу добавить, что в компании мне понравилось большое количество свободного пространства и внимание к удобству, в том числе, в мелочах.
Об устройстве жизни в целом я уже писал на этом ресурсе: Сева Чепиков, а для незарегистрированных там - здесь: http://sevachepikov.livejournal.com/. Кратко могу сказать, что люди там, в целом, неглупые, доброжелательные и на деньгах незацикленнные, это на них наговаривают. Но и неудобств хватает - от ориентированности инфраструктуры на автомобилистов до дурацкой нефизичной системы фунтов, футов и прочих фаренгейтов.
http://vk.com/note3183180_11586506