Разработка технологии стабилизации кубических модификаций нитрида алюминия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.11, кандидат наук Кудякова Валерия Сергеевна

• Кудякова Валерия Сергеевна
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Кудякова Валерия Сергеевна

Введение

Глава 1. Литературный обзор

Выводы к главе

Глава 2. Исходные материалы. Методы исследования физико-химических свойств материалов

2.1 Исходные материалы для газофазного синтеза

2.2 Методики структурного и морфологического анализа

2.3 Методика определения микротвердости

2.4 Методика определения теплопроводности методом частотного разделения

Выводы к главе

Глава 3. Термодинамический анализ процесса зародышеобразования для определения условий избирательного синтеза модификаций нитрида алюминия

Выводы к главе

Глава 4. Ab initio моделирование фазовой стабильности и электронного строения соединений на основе кубического нитрида алюминия

4.1 Прогноз физических свойств примесных составов rs-Al1-xTixN при малых x

4.2 Моделирование химической активности кубического нитрида алюминия

Выводы к главе

Глава 5. Экспериментальные результаты

5.1 Особенности аппаратурного оформления для исследования процесса

получения модификаций нитрида алюминия газофазным способом

5.2 Получение кубической фазы нитрида алюминия полиморфным переходом из гексагональной структуры

5.3 Исследование продуктов взаимодействия

5.3.1 Исследование продуктов газофазного синтеза

5.3.2 Исследование свойств термобарически обработанных образцов .. 116 Выводы к главе

Глава 6. Обсуждение результатов исследования

6.1 К вопросу о механизме получения модификаций нитрида алюминия в процессе газофазного синтеза

6.2 Технологические операции процесса газофазного модификаций синтеза нитрида алюминия

6.3 К вопросу влияния добавки нитрида титана на полиморфный переход нитрида алюминия

Выводы к главе

Заключение

Список литературы

Введение

Актуальность темы исследования и степень ее разработанности

Изучение полиморфизма нитридов переходных металлов актуально для получения новых материалов. Некоторые метастабильные кристаллические структуры нитридов металлов III группы обладают преимущественными свойствами по сравнению со стабильными.

В частности, наиболее перспективным керамическим материалом для обеспечения теплоотвода является нитрид алюминия, который при нормальных условиях стабилен в гексагональной структуре.

Нитрид алюминия обладает уникальным сочетанием физических характеристик, имеющих большое значение для практических приложений: широкая запрещенная щель (ЗЩ) до 6,2 эВ, высокая теплопроводность - до 258 Вт/(м-К) для поликристаллического материала и до 319 Вт/(м-К) - в монокристалле [1], низкое значение температурного коэффициента линейного расширения (4,6-10-6 К-1 при 20 - 500 °С) [2], высокий показатель твердости (9 по шкале Мооса) [3], высокая устойчивость при нагреве до 2100° С в инертной среде (окисление на воздухе начинается около 980° С) и высокая устойчивость к термоударам. Помимо этого, АШ обладает высокими

13

удельным электрическим сопротивлением (10 Ом-см) и относительной диэлектрической проницаемостью (8,8) [4]; проявляет коррозионную стойкость во многих агрессивных средах [5].

Применение нитрида алюминия в различных формах - дисперсного порошка, монокристаллов и тонких пленок, широко распространено в различных отраслях промышленности:

- электротехнической (модификатор композиционных материалов для обработки изделий электромашиностроения, повышающий коэффициент теплопроводности, а также улучшающий электроизоляционные характеристики композита);

- благодаря широкой запрещенной зоне нитрида алюминия, на его основе изготавливаются твердотельные фоточувствительные элементы ультрафиолетового излучения. Структуры на основе АШ выгодно отличаются положением спектра чувствительности в области "жесткого" ультрафиолета, стабильностью параметров, а также возможностью работы прибора при высоких температурах и повышенных уровнях радиации;

- АШ успешно интегрируется в МЭМС технологии. Несмотря на то, что нитрид алюминия имеет меньший пьезоэлектрический коэффициент по сравнению с распространенными пьезоэлектрическими материалами, такими как или 7пО, его использование предпочтительнее во многих МЭМС из-за низких диэлектрических потерь и высокого соотношения сигнал :шум;

- помимо электронной промышленности нитрид алюминия широко применяется при создании композиционных материалов с высоким электросопротивлением, теплопроводностью и механической прочностью;

- как материал с высоким электромеханическим коэффициентом связи и температурной стабильностью, обладающий высокой скоростью распространения звука, нитрид может быть применен в устройствах поверхностных звуковых волн (ПЗВ), таких как резонаторы, фильтры, датчики и актуаторы.

Разработки в области технологий получения гексагонального нитрида алюминия достигли уровня создания промышленных производств, поэтому в настоящий момент актуальной задачей является исследование свойств и методов синтеза кубических модификаций, обладающих рядом дополнительных преимуществ по сравнению со свойствами гексагональной фазы. В настоящее время одной из основных тенденций в этом направлении является создание и исследование тройных систем с участием нитрида алюминия, а также его метастабильных кубических модификаций.

Известно, что нитрид алюминия при нормальных условиях стабилен в

гексагональной структуре типа вюрцита ^-АШ. Однако известны и

кубические фазы нитрида алюминия со структурой каменной соли га-АШ (ё=

5

4,045 А) и со структурой сфалерита ¿Ь-ЛК (ё = 4,38 А и d = 7,913 А) [6-8]. Нитрид алюминия с кубической микроструктурой обладает более высокой теплопроводностью (до 600 Вт/м*К) по сравнению с гексагональным нитридом алюминия, электрической прочностью (1016 Ом/см) и твердостью (40-50 ГПа по Виккерсу) [9]. Синтез кубического нитрида алюминия, обладающего преимущественными свойствами по сравнению с гексагональным, является не только актуальной прикладной задачей, но и фундаментальной. Кубический нитрид алюминия является метастабильной модификацией, и вопрос его стабилизации требует комплексную оценку с теоретической и практической точек зрения.

Помимо этого, всегда актуальными являются исследования взаимосвязи технологии - строения - состава - свойств метастабильных соединений.

На сегодняшний день свойства метастабильных кубических структур нитридов металлов III группы изучены недостаточно и, как результат, мало отражены в литературе. Таким образом, исследование условий синтеза и их взаимосвязи со свойствами является актуальной научно-практической задачей, решение которой позволит получить основу для разработки технологии синтеза новых материалов, обладающих преимущественными свойствами по сравнению с аналогами.

Цель работы: Разработать технологию получения модифицированного нитрида алюминия и исследовать его физико-химические свойства.

Для достижения цели были поставлены и решены следующие задачи:

1. выполнить всесторонний анализ известных данных о технологиях получения кубического нитрида алюминия и допированных соединений на его основе с целью определения недостатков существующих методов и выбора направления совершенствования способов получения модификаций нитрида алюминия;

2. исследовать процессы зародышеобразования для определения условий избирательного синтеза модификаций нитрида алюминия из фторидов, используя термодинамические методы анализа;

3. на основе первопринципных расчетов определить свойства модификаций нитрида алюминия;

4. исследовать и предложить способ получения модификаций нитрида алюминия;

5. отработать технологические параметры для пирохимического способа получения модификаций дисперсного нитрида алюминия и экспериментально подтвердить достоинства предложенного способа;

6. определить зависимость структуры получаемых веществ от условий синтеза;

7. изучить физико-химические свойства модификаций нитрида алюминия и установить зависимость их свойств от структуры и состава.

Научная новизна

1. Впервые, исходя из первопринципных зонных расчетов, показана принципиальная возможность образования соединений на основе кубического нитрида алюминия, моделирующих легированные титаном А11-

кубические фазы при х~0,03. Установлено, что химическая связь в идеальном кубическом нитриде алюминия носит выраженный ионный характер, однако с увеличением содержания титана в твердом растворе Al1-

возрастает роль ковалентной составляющей, что качественно объясняет его стабилизацию при х~0,25.

2. Впервые на основе первопринципных расчетов установлено, что для кубической модификации АШ можно ожидать меньшую химическую активность по отношению к кислороду, нежели для гексагональной.

3. Впервые определено взаимное влияние парциальных давлений компонентов газовой смеси, участвующей в газофазном синтезе нитрида алюминия из фторидов, на модификацию получаемого АШ.

4. Впервые показано, что наличие легколетучей соли титана №2Т1Е6 в исходной шихте приводит к получению кубической модификации нитрида алюминия за счет стабилизирующего воздействия нитрида титана, образующегося в процессе синтеза совместно с нитридом алюминия.

5. Впервые показано, что введение 3 мол. % TiN в порошок нитрида алюминия, позволяет снизить минимальное давление, стабилизирующее кубическую фазу АЩ, на 25%.

6. Впервые получен нитридный материал, содержащий нитрид алюминия в кубической фазе, обладающий микротвердостью 31,9±0,7 ГПа, что в два раза выше по отношению к микротвердости гексагонального нитрида алюминия, и теплопроводность 95±5 Вт/(м*К), что более чем в 4 раза выше по отношению к теплопроводности чистого нитрида титана и твердого раствора Т^Л11-ХМ

В качестве основной технологии, используемой в данной работе, выбран газофазный синтез, обладающий рядом преимуществ: 1) возможностью получать нитрид алюминия в наносостоянии за одну стадию; 2) возможностью варьировать крупность частиц получаемого продукта и 3) возможностью получать чистый продукт с незначительным содержанием примесей углерода и кислорода.

Кроме того, газофазный синтез позволяет на молекулярном уровне осуществлять реакции сборки ультрадисперсных частиц АШ, то есть осуществлять процесс с образованием нитрида алюминия в наносостоянии. Таким образом, появляется возможность стабилизировать метастабильную форму нитрида типа сфалерита и каменной соли за счёт регулирования поверхностной энергии микрокристаллов, зависимой от размеров частиц нитрида алюминия.

Согласно анализу современной научной литературы, к настоящему

моменту свойства и методы синтеза метастабильных кубических соединений

нитрида алюминия недостаточно изучены. В частности, свойства кубических

форм нитрида алюминия в основном исследованы на тонкопленочных

8

материалах. Сегодня важно исследование характеристик объемных материалов.

Теоретическая и практическая значимость работы

Разработанные в работе технологические приемы стабилизации кубических структур AlN дополняют базовые представления об особенностях получения нитридных материалов. Предложенная технология газофазного синтеза модификаций нитрида алюминия позволяет получать нитридный материал, содержащий нитрид алюминия с массовой концентрацией кубической структуры 20-25%. Полученные термобарической обработкой смеси AlN/TiN новые материалы развивают фундаментальные положения о полиморфизме нитрида алюминия. Полученные таким образом материалы обладают высокой твердостью (до 31,9±0,7 ГПа) и теплопроводностью (до 95±5 Вт/(м*К)), что представляет интерес для приложений, требующих сочетания износостойкости и эффективного отвода тепла.

Методология и методы исследования

Методологической основой диссертационного исследования послужили известные в мире способы первопринципного и термодинамического моделирования, а также экспериментальные наработки для синтеза метастабильных структур. В работе использовали современные методы определения структуры, фазового состава, формы, состояния и структуры поверхности дисперсных материалов, механических и теплофизических свойств. В проведенных исследованиях задействованы следующие методы и методики: рентгеноструктурный анализ, рамановская спектроскопия комбинационного рассеяния света, электронная микроскопия, определение теплопроводности методом частотного разделения (3w), определение микротвердости методом Виккерса, термодинамический анализ с использованием программы «HSC Chemistry 8.1» и первопринципное моделирование с использованием программного пакета WIEN2k.

Положения, выносимые на защиту

1) Результаты первопринципного моделирования фазовой стабильности и электронных свойств соединений на основе кубического нитрида алюминия, моделирующих легированные титаном А^ХЛ^ кубические фазы при х~0.03;

2) Результаты первопринципного моделирования относительной химической активности кубического и гексагонального нитрида алюминия по отношению к кислороду, углероду и бору;

3) Результаты термодинамического исследования процессов зародышеобразования для различных модификаций нитрида алюминия.

4) Результаты экспериментального определения технологических параметров получения модификаций нитрида алюминия газофазным методом и термобарической обработкой смеси АШЛШ;

5) Результаты исследования структуры, механических и теплофизических свойств нитридных материалов, содержащих нитрид алюминия кубической модификации.

Степень достоверности результатов исследования

В работе представлены результаты, основанные на опубликованных и имеющих свободный доступ экспериментальных данных, а также известных проверяемых закономерностях. Достоверность базируется на использовании современных методов физико-химического исследований, специальных пакетов прикладных программ, а также промышленно реализуемых технологических решениях.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка технологии стабилизации кубических модификаций нитрида алюминия»

Апробация работы

Диссертационная работа и отдельные ее части обсуждались на 10-й Всероссийской конференции «Нитриды галлия, индия и алюминия: структуры и приборы» (г. Санкт-Петербург, 23-25 марта 2015), 2-ой Международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации ФТИ-2015» (УрФУ, г. Екатеринбург, 20-24 апреля 2015 г.), XXVI Российской молодежной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии (УрФУ, г. Екатеринбург, 27-29 апреля 2016 г.), 3-ей Международной молодежной научной конференции «Физика. Технологии. Инновации ФТИ-2016» (УрФУ, г. Екатеринбург, 16-20 мая 2016 г.), Международной конференции «XX Менделеевский съезд по общей и прикладной химии» (г. Екатеринбург, 26-30 сентября 2016 г.), XXVIII Российской молодёжной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии» (УрФУ, г. Екатеринбург, 25-27 апреля 2018 года).

Работа выполнена при финансовой поддержке федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2014 - 2020 годы" (соглашение № 14.578.21.0200, проект № ПНИЭР RFMEFI57816X0200), РФФИ (проект № 18-33-01136), Фонда содействия инновациям (договор № 11987ГУ/2017).

Публикации

По теме диссертации опубликована 21 научная работа, в которых отражены основные положения диссертации, в том числе 5 работ опубликовано в зарубежных и ведущих отечественных рецензируемых научных изданиях, индексируемых в международных базах цитирования Scopus и Web of Science. Получено 2 патента РФ на изобретения. Отправлена 1 заявка на патент на изобретение.

Личный вклад автора

В основу диссертации положены результаты исследований, выполненных непосредственно автором или при его личном участии. Автору принадлежат выбор целей работы, постановка задач, экспериментальные исследования, их систематизация и обсуждение, прикладные результаты и участие в их дальнейшем внедрении.

Объем и структура работы

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и списка использованных источников, включающего 174 наименование. Работа изложена на 154 страницах машинописного текста, содержит 43 рисунка, 21 таблицу.

Глава 1. Литературный обзор

Наибольшей тепловодностью среди керамических материалов обладает нитрид алюминия. Развитие технологий получения нитрида алюминия наблюдается с конца 20 века и связано с прогрессом в области производства светодиодной и компьютерной техники. Публикационная и изобретательская активность демонстрирует устойчивую положительную динамику с 1991 года [10].

Высокая изобретательская активность в отношении нитрида алюминия, применяемого в электронной промышленности, может быть объяснена стремлением к уменьшению массы и габаритов электронных устройств при одновременном повышении их производительности [11-14]. К примеру, резким ростом рынка компактных и высокопроизводительных планшетных компьютеров. Оптоэлектронные свойства нитрида алюминия позволяют применять его в качестве светодиодов [12,13,15] и печатных плат [11], а высокая теплопроводность изготавливать из него кронштейны для светодиодной техники, керамические подложки [14,16-18], теплопроводящие прокладки для электронных лазеров.

Кроме того, внимание исследователей обращено на новые пути использования нитрида алюминия. Как материал с высоким электромеханическим коэффициентом связи и температурной стабильностью, обладающий высокой скоростью распространения звука, нитрид может быть применен в устройствах поверхностных звуковых волн (ПЗВ), таких как резонаторы [19, 20], фильтры, датчики и актуаторы [21].

Благодаря широкой запрещенной зоне нитрида алюминия, на его основе изготавливаются твердотельные фоточувствительные элементы ультрафиолетового излучения [22-24]. Структуры на основе АШ выгодно отличаются положением спектра чувствительности в области «жесткого» ультрафиолета, стабильностью параметров, а также возможностью работы прибора при высоких температурах и повышенных уровнях радиации.

Помимо электронной промышленности нитрид алюминия широко применяется при создании композиционных материалов с высоким электросопротивлением [25], теплопроводностью [26-29] и механической прочностью [30].

Поскольку разработки в области технологий получения гексагонального нитрида алюминия достигли уровня создания промышленных производств и освоения множества областей его применений, сейчас актуальной задачей является синтез модификаций нитрида алюминия с улучшенными характеристиками.

В настоящее время одной из основных тенденций в этом направлении является создание и исследование тройных систем с участием нитрида алюминия: Л1Т1К/Л1Т1УК [31] в качестве режущего износостойкого материала; квантовых ячеек АШЮаЫ с кубической структурой [32-34]; композитов АШ/В^ обладающих свойствами нитрида алюминия и при этом легко поддающихся механической обработки для создания деталей сложной формы [35].

Нитрид алюминия может быть использован в составе наногибрида с графеном. Графен имеет высокий потенциал для применения в качестве высокотеплопроводного наполнителя (теплопроводность 5000 В/м*К) полимерных материалов, однако его низкая степень дисперсности в полимерных матрицах требует использование дополнительных диспергирующих агентов. В качестве диспергирующих агентов могут быть использованы наночастицы высокотеплопроводного нитрида алюминия, образующие с графеном наногибрид. Интересно отметить, что графен провоцирует стабилизацию кубической фазы нитрида алюминия [36].

Псевдобинарные твердые растворы ^С)1-Х(ЛШ)Х представляют интерес как целый класс широкозонных полупроводниковых материалов с запрещенной зоной в интервале энергий от 3 до 6 эВ при 0 < х < 1 [37].

Ещё одна актуальная и перспективная задача - создание объемных образцов кубической модификации нитрида алюминия. Синтез кубического нитрида алюминия, обладающего преимущественными свойствами по сравнению с гексагональным, является не только прикладной задачей, но фундаментальной. Кубический нитрид алюминия является метастабильной модификацией, и вопрос его стабилизации требует комплексную оценку с теоритической и практической точек зрения. Не менее важный вопрос -исследование влияния кристаллической структуры на теплофизические свойства тугоплавких соединений.

Термодинамические и теплопроводящие свойства АШ, как керамического материала, полностью обусловлены фононами. Длина свободного пробега фононов является важнейшей физической характеристикой, которая играет решающую роль в определении таких свойств. В статье [38] теоретически определены значения длины свободного пробега в нитриде алюминия со структурой сфалерита и вюрцита. Результаты моделирования на основе «золотого правила Ферми», как и предполагалось, демонстрируют превышение длины свободного побега фононов в кубической кристаллической решетки по сравнению с гексагональной. Причем это превышение увеличивается при возрастании температуры. При температурах выше комнатной длина свободного пробега фононов в кубической фазе примерно в четыре раза выше, чем в гексагональной. Таким образом, основываясь на выражении теплопроводности К = 1/3 СуХ (X - длина свободного пробега фонона, V -средняя скорость фононов, С - средняя удельная теплоемкость фононов), определено, что теплопроводность кубического нитрида алюминия в 2,7 раз выше гексагонального при температурах выше комнатной.

Существует две основные причины превышения теплопроводности кубической фазы над гексагональной. Во-первых, кубическая структура более простая, чем гексагональная и имеет только три оптические ветви

колебаний. В гексагональной структуре девять ветвей колебаний, что способствует значительно большему фонон-фононному взаимодействию. Во-вторых, средняя скорость фононов в гексагональной фазе меньше, чем в кубической.

Для объемного нитрида алюминия термодинамически стабильной кристаллической структурой при нормальных условиях является структура вюрцита; при повышенных давлениях (15-20 ГПа) более стабильной становится структура типа поваренной соли [39-46]. Свойства нитрида алюминия со структурой вюрцита и их зависимость от формы и размеров частиц, способы его получения, области применения хорошо изучены и описаны в монографиях [47], обзорных статьях [48,49]. Нитрид алюминия со структурой сфалерита является метастабильной модификацией во всем изученном диапазоне давлений, хотя отмечается, что его образование возможно при эпитаксии в области относительно низких температур на подложках с кубической симметрией. Значения периодов решетки указанных структурных модификаций, приводимые различными авторами, отличаются значительным разбросом, вызванным, очевидно, зависимостью периода от используемой подложки и условий синтеза, а также различной степенью совершенства исследования кристаллов.

Ограниченность изученных свойств модификаций нитрида алюминия и их потенциальное преимущество над свойствами стабильной гексагональной структуры подтверждает актуальность проблемы поиска технологических параметров синтеза модификаций нитрида алюминия.

Способы получения кубического нитрида алюминия

Основной объем работ по синтезу кубического нитрида алюминия

относится к области тонкопленочных технологий. Тем не менее, ряд статей и

патентов посвящен получению порошкообразного кубического нитрида

алюминия. Способы получения кубического нитрида алюминия условно

можно разделить на пять основных групп:

16

1. Восстановление оксида алюминия в присутствии азота или азотсодержащих веществ.

2. Взаимодействие алюминия в жидком или парообразном состоянии с азотсодержащими соединениями.

3. Взаимодействие легколетучих неорганических соединений алюминия с азотом или азотсодержащими газами.

4. Взаимодействие соединений алюминия с азотсодержащими органическими соединениями.

5. Полиморфный переход гексагональной фазы нитрида алюминия в кубическую.

Восстановление оксида алюминия в присутствии азота или азотсодержащих веществ

Наиболее распространенным методом синтеза гексагонального нитрида алюминия в промышленном масштабе является карботермическое восстановление оксида алюминия и прямое азотирование алюминия. Поэтому не случайно, что существуют исследования по получение кубического нитрида, как высокотемпературным карботермическим восстановлением [50,51], так и модифицированным методом из (гидроксо) (сукцинат) алюминиевого комплекса, который при термическом разложении образует гомогенную смесь оксида алюминия и углерода [52]; из смеси оксида алюминия и фенольной смолы [53].

В случае высокотемпературных методов смесь оксида алюминия с углеродом нагревают до 1700-1950 °С. При этом температурная область образования кубической фазы приходится на диапазон 1750-1800 °С, после чего наблюдается переход из кубической структуры в гексагональную. Содержание z¿-AlN зависит от условий синтеза и составляет от 17 до 33 %, что подтверждено данными рентгенодифракционного анализа.

Есть несколько предполагаемых механизмов протекания химических реакций при карботермическом синтезе, например, приведенный в работе [50]:

Л1203+К2+3С = 2АШ(гекс)+3СО (1.1)

5АШ(гекс)+9АЬ03 = ЛЬ^К (у-АЮК) (1.2)

Л123027К (ЛЬ0К)+27С+9К2 = 23ЛШ(куб)+27С0 (1.3)

Общим для этих механизмов является то, что возможность получения кубической фазы обусловлена кубической структурой прекурсора -оксинитрида алюминия ЛЮК, которую «наследует» образующийся нитрид.

Впервые идея о возможности существовании фазы типа шпинели в системе А1203-АШ была сформулирована в 1959 [54] и в течение последующих нескольких лет была подтверждена другими исследователями [55-60], а экспериментальное получение оксинтирида алюминия А10К впервые описано в патенте [61]. К настоящему моменту подробно изучены диаграммы А1203-АШ и область устойчивости фазы АЮ^ представляющей собой шпинель - смешанный оксид и нитрид алюминия - образующуюся при температуре свыше 1700 °С [62]. В зависимости от концентраций оксида и нитрида алюминия, эта фаза имеет различный состав и кристаллическую структуру (Таблица 1.1), а область существования кубической фазы A1ON приходится на диапазон концентраций АШ от 27 до 40 % и температур 17002150 °С.

Таблица 1.1 - Структуры и модели твердых фаз, устойчивых в системе Л1203-ЛШ

Состав Структура Содержание АШ, мол.%

ЛШ 2Н 100

ЛШ^ 27Я 88

ЛЬ03К5 21Я 83

ЛШ^ 12Н 80

лЬ^^ A1ON (у) 35,7

Л12203оК2 ф-шпинель 16,7

АЬ03 корунд 0

К настоящему моменту оксинитрид алюминия нашел самостоятельное промышленное применение - коммерческий продукт AlON™ используют в качестве прозрачной брони, ИК- и лазерных окон, линз военных самолетов, а также материала для полупроводниковой техники.

Поскольку в процессе карботермического восстановления принимает участие углерод, целесообразно рассмотреть диаграммы тройных систем AIN-AI2O3-AI4C3 при различных температурах (рисунок 1.1). Видно, что образование фазы шпинели с кубической решеткой, наблюдается при высоких температурах 2273 К и 2373 К в области низких концентрации Al4C3, AlN и высокой концентрации Al2O3 в равновесии с жидкой фазой, а также в области низких концентраций Al4C3, Al2O3 и высоких концентраций AlN в равновесии с вюрцитной фазой AlN [64]. Твердые фазы, устойчивые в системе Al2O3-Al4C3-AlN, перечислены в таблице 1.2, при этом, фаза шпинели - единственная, обладающая кубической структурой в этой системе.

AlN A1N

О 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1.0

А!,0, Содержание АЬСз, моль Al.C, А1,0, Содержание АЬСз, моль А14С

Рисунок 1.1 - Фазовая диаграмма тройной системы А14С3-А1203-АШ при а) 2000 °С и б) 2100 °С [64]

Влияние на структуру нитрида алюминия, образующегося в процессе карботермического восстановления, также оказывают такие параметры как

размер зерен исходного оксида алюминия и время синтеза. Так, авторы [51] утверждают, что относительно большой микронный размер частиц исходного Л1203 замедляет скорость реакции, «репрессируя» ее, что приводит к удержанию метастабильной, то есть кубической фазы. Меньшая скорость реакции - ключевой фактор осуществления перехода A1ON в ¿Ь-АШ, который происходит за счет смещения позиции катиона. С другой стороны, микронные размеры частиц приведут к тому, что реакция восстановления будет происходить не до конца, с образованием на поверхности зерен нитрида алюминия и сохранением оксида внутри.

Таблица 1.2 - Структуры и модели твердых фаз, устойчивых в системе А1203-А14С3-АШ [63]

Фаза Прототип Символ Пирсона Пространственная группа Модель

Л1203 а-Л1203 Я3с (Л13+)2(Уа)1(02-)3

А14С3 А14С3 ИЯ7 Я3ш (Л13+)4(С4-)3

2Н(ЛШ) вюрцит ИР4 Р63тс (Л13+)2(С4-,К3-,02-)2

2Н (твердый раствор) вюрцит №4 Р63шс (Л13+)2(С4-,К3-,02-)2

А1404С А1404С оБ36 Сшс21 (ромбическая сингония) (Л13+)4(02-)4(С4-)1

Л15С3К Л15С3К ИР18 Р63шс (Л13+)5(С4-)3(К3-)

Графит графит ИР4 Р63/шшс (С)1

27Я ромбоэдрический политип ромбическая сингония (Л13+)9(К3-)7(02-)3

21Я ромбоэдрический политип ромбическая сингония (Л13+)7(К3-)5(02-)3

12Н гексагональный политип Р63шс (Л13+)6(К3-)4(02-)3

Шпинель на основе У-Л1203 У-Л1203 сБ56 Бё3ш (Л13+)1(Л13+,Уа)2(К3-,02-)4

В случае модифицированного карботермического метода с использованием в качестве прекурсора (гидроксо) (сукцинат) алюминиевого комплекса, температура синтеза составляла 1200-1600 °С [52]. Продукт

реакции характеризовали рентгенодифракционным анализом и ЯМР спектрометрией, при этом авторы заключают, что пик дифракции может соответствовать как кубической фазе нитрида алюминия ¿Ь-АШ, так и оксинитриду у-АЮМ Спектры ЯМР были зарегистрированы для продуктов синтеза при различной температуре; изменения в интенсивности сигналов,

27

соответствующим химическим сдвигам ядра А1 свидетельствуют об образовании новой фазы при температуре 1600 °С, содержащей А1 в четырех-координированном состоянии. Эта фаза идентифицирована как оксинитрид, поскольку согласно [65] для оксинитрида спектр ЯМР содержит сигналы

27

четырех- и шести- координированного ядра А1 с соотношением сигналов 16/14 = 3,27. В то же время авторы отрицают возможность образования кубической фазы АШ, поскольку согласно их соображениям, основанным на корреляции химических сдвигов от силы связи в кубических нитридах, химический сдвиг кубического нитрида алюминия должен приходиться на ту область спектра, которая пиков не содержит. В то же время, по нашим сведениям, никаких экспериментальных данных о химическом сдвиге для

27

ядра А1 в кубическом нитриде алюминия опубликовано не было.

Таким образом, мы видим противоречие в интерпретации результатов различными авторами - с одной стороны, в работе [52] отрицается возможность синтеза кубического нитрида алюминия в карботермическом процессе, основываясь на данных ЯМР спектрометрии и результатах экстраполяции; с другой стороны, в работах [50,51] эта возможность подтверждена не только рентгенодифракционным анализом, но и ИК-спектрометрией, просвечивающей электронной микроскопией с дифракцией отраженных электронов.

На основе обзора существующих работ по высокотемпературному синтезу нитрида алюминия, представляется маловероятным адаптирование этой технологии для синтеза кубической фазы. В первую очередь, так как основным продуктом является АШ вюрцитной модификации, что исключает

возможность получения метастабильной фазы АШ в чистом виде. Критическим параметром, влияющим на стабилизацию кубической фазы, является образование в процессе восстановления оксинитрида алюминия. Однако высокие температуры и длительное время синтеза не благоприятствует образованию метастабильной фазы, для чего требуется использование неравновесных процессов.

Большинство работ по получению кубического нитрида алюминия относится к тонкопленочным технологиям. Один из вариантов реализации такой технологии - атмосферное плазменное напыление с использованием в качестве мишени оксида алюминия, а в качестве газовой среды - смеси водорода и азота (1:20) [66]. В результате напыления на подложке были обнаружены кубический нитрид алюминия, оксинитрид алюминия А1506^ и две формы оксида: у-А1203 и а-А1203. Как в исследованиях по получению порошкообразного нитрида, отмечена важная роль стадии образования оксинитрида алюминия в этом процессе. Именно оксинитрид, попадая на подложку при дальнейшем воздействии нитрирующими соединениями плазмы, превращается в нитрид алюминия со структурой сфалерита.

Взаимодействие алюминия в жидком или парообразном состоянии с азотсодержащими соединениями

Существуют работы по синтезу кубического нитрида алюминия взаимодействием алюминия в жидком или парообразном состоянии с азотсодержащими соединениями, как в виде дисперсного порошка, так и виде тонких пленок.

Синтез дисперсного порошка кубического нитрида алюминия

Метод самораспространяющегося высокотемпературного синтеза широко используют для синтеза гексагонального нитрида алюминия [67]. Однако известны патенты по получению смеси кубического и

гексагонального нитрида алюминия в виде дисперсного порошка этим методом [68, 69].

По данным [68] алюминий высокой чистоты расплавляют и испаряют прямым нагревом в электрической дуге, чтобы получить смесь порошков гексагонального нитрида алюминия и алюминия. Этот исходный порошок затем подвергают нагреванию в атмосфере аммиака или смеси газообразных азота с аммиаком при температуре 500-900 °С (преимущественно при 750-850°С). Время обработки зависит от температуры и составляет от 3 до 30 часов, давление газа составляет 10-100 МПа. Недостатками данного способа являются его многостадийность, использование сложного оборудования, длительность процесса, протекающего при высокой температуре, что приводит к высоким энергозатратам, а также небольшой выход кубической фазы (на уровне 25 %).

В патенте [69] в качестве исходной шихты используют алюминий в виде ультрадисперсного порошка (97-98 %), в качестве добавок-катализаторов вводят ультрадисперсный порошок вольфрама или молибдена. Исходные навески шихты перемешивали сухим способом, высыпали на подложку из нержавеющей стали, придавая им коническую форму. Инициирование процесса горения осуществляли путем пропускания электрического тока через нихромовую спираль, находящуюся в контакте с навеской. При достижении максимальной температуры 2200 °С за 40 с процесс горения останавливали путем резкого охлаждения и ограничения доступа кислорода - раздавливанием горящей навески между двумя массивными медными пластинами. После охлаждения получали легкоизмельчаемый спек - нитридсодержащий керамический материал с содержанием кубической фазы нитрида алюминия до 47%. Предполагаем, что образование кубической фазы происходит за счет резкого охлаждения и, соответственно, нарушения равновесия протекающего процесса. Явным недостатком этого метода является высокое содержание оксидной фазы в

конечном продукте (до 15%), образующейся при взаимодействии алюминия с кислородом воздуха.

Синтез тонких пленок кубического нитрида алюминия

Большинство работ по синтезу кубического нитрида алюминия взаимодействием алюминия в жидком или парообразном состоянии с азотсодержащими соединениями относится к тонкопленочным технологиям:

- Молекулярно-лучевая эпитаксия;

- Магнетронное распыление;

- Атмосферное плазменное напыление.

При этом в работах используют различные подложки, на которые осаждают нитрид алюминия, однако на основании экспериментальных исследований и теоретического моделирования показано, что кристаллическая структура подложки оказывает стабилизацию только на несколько периодов решетки поверхностных нитридов [70-72].

Получение кубического нитрида алюминия молекулярно-лучевой эпитаксией

Синтез полупроводниковых тонкопленочных композиций из молекулярных пучков в сверхвысоком вакууме заявил о себе, как о новом методе в материаловедении полупроводников после первых успешных экспериментов Артура и Чо в конце 1960-х годов [73,74]. В начале исследования были проведены, в основном, для соединений III-IV групп периодической системы элементов и четверных сплавов на их основе. В дальнейшем эта технология была распространена на соединения II-IV и IV-VI групп, а также Si-Ge.

Для синтеза кубического нитрида алюминия и трехкомпонентных

структур GaAlN на его основе этим методом, применяют различные

подложки - MgO [75-78], 3C-SiC [79-95], Si (111) [96-98], Si (001) [99-101],

25

ОаЛБ [102]. При этом существуют работы как по непосредственному осаждению нитрида алюминия на подложку, так и с использованием дополнительных буферных слоев, например GaN [76-79, 82, 102], ПК [100, 101], низкотемпературного слоя АШ [97].

Типичными условиями синтеза тонких пленок нитрида алюминия являются использование пульсирующего КгБ лазерного луча (X = 248 пш, 1 = 10 нс) с частотой колебаний 5 Гц и энергией лазера 150 мДж/пульс, мишени АШ (с чистотой 99,9 % и выше), температуры подложки 700-730 °С. Азот подают либо в виде газа (чистота 99,999 %) [75], либо из плазменного источника [77,79,80]. При этом определено, что использование радиочастотного источника плазмы позволяет создавать гладкую пленку высокого качества толщиной в несколько мкм [79].

В работе [100,101] определено, что при энергии лазера выше 150 мДж образуются включения гексагональной фазы - это связывают с тем, что увеличение числа столкновений при высокой энергии лазера приводит к различию направлений роста пленок, кроме того высокая энергия лазера может способствовать образованию более стабильной гексагональной фазы; при энергии лазера 80 мДж образуется аморфная фаза с низкой степенью кристалличности, а самая качественная пленка кубической фазы образуется при энергии лазера 110 мДж. Таким образом, для формирования кубической структуры необходимо создать высокоэнергетические неравновесные условия, однако необходимо учитывать кинетику образования пленок для того, чтобы исключить переход в гексагональную структуру.

Интересно отметить, что при использовании кремниевых подложек их температуру поддерживали на более высоком уровне 800-850 °С [101 ]. Это может быть связано с тем, что при этих температурах в процессе эпитаксии происходит образование соединений типа SiNx со структурой сфалерита, соответствующих обнаруженному методом фотоэлектронной спектроскопии химическому сдвигу характерному для связи азота и кремния. Именно этот

промежуточный продукт является зерном для когерентного роста (001) ориентированного zb-AlN. Подобным образом, образование промежуточных соединений SiNx, являющихся зерном для когерентного роста кубической фазы нитрида алюминия, было зафиксировано при металлорганическом химическом осаждении [98].

Немаловажную роль на стабилизацию кубической фазы и кинетику всего процесса осаждения тонких пленок играет роль кристаллической структуры подложки и буферного слоя.

Так, были изучены поверхностные свойства кубического нитрида алюминия AlN на подложке MgO [79]. Определено, что несоответствия параметров решетки между плёнкой кубического нитрида алюминия и подложки MgO в основном снимаются за счет поверхностных дислокаций.

В статье [97] выявлено, что структура zb-AlN может быть стабилизирована на поверхности 3C-SiC/Si(111) репликацией политипа за счет латерального характера зарождения AlN на небазисных плоскостях подложки 3C-SiC/Si (111) и уменьшением общей энергии пленок, вызванной периодическими неровностями подложки.

В работе [82] авторы проанализировали механизм стабилизации кубического нитрида алюминия и его аналога - нитрида галлия. Несмотря на то, что несоответствие f = (апленки - аШдложки)/аподложки для zb-AlN и 3C-SiC меньше 0,46 %, чем для zb-GaN и 3C-SiC 3,2%, стабилизация кубического нитрида галлия проходит легче.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кудякова Валерия Сергеевна, 2019 год

Список литературы

1. Axelbaum, R. L. Gas-Phase Combustion Synthesis of Aluminum Nitride Powder / R. L. Axelbaum, J. I. Huertas, C. R. Lottes, L. J. Rosen / Pittsburgh: Combustion Institute, Twenty-Sixth Symposium // A. R. Burgess, F. L. Dryer -1996. - P. 1891-1897.

2. Qin, M. L. Synthesis of aluminum nitride powder by carbothermal reduction of a combustion synthesis precursor / M. L. Qin, X. L. Du, Z. X. Li, I. S. Humail, X. H. Qu // Materials Research Bulletin. - 2008. - Vol. 43. - No 11. - P. 2954-2960.

3. Belyanin, A. F. Application of aluminum nitride films for electronic devices / A. F. Belyanin, L. L. Bouilov, V. V. Zhirnov, A. I. Kamenev, K. A. Kovalskij, B. V. Spitsyn // Diamond and Related Materials. - 1999. - Vol. 8, No (2-5). - P. 369-372.

4. Kroke, E. Aluminum Nitride Prepared by Nitridation of Aluminum Oxide Precursors / E. Kroke, F. F. Lange, L. Loeffler, R. Riedel // Journal of the American Ceramic Society. - 2002. - Vol. 85. No 12. - P. 3117-3119.

5. Natesan, K. Development and performance of aluminum nitride insulating coatings for application in a lithium environment / K. Natesan, C. B. Reed, D. L. Rink, R. C. Haglund // Journal of Nuclear Materials. - 1998. - Vol. 258. - P. 488494.

6 Petrov, I. Synthesis of metastable epitaxial zinc-blende-structure AlN by solid-state reaction / Petrov I., Mojab E., Powell R.C., Greene J.E., Hultman L., Sundgren J.-E. // Applied Physics Letters. - 1992. - Vol. 60. - P. 2491-2493.

7. Xia, Q. Pressure-induced rocksalt phase of aluminum nitride: A metastable structure at ambient condition / Xia, Q., Xia H., Ruoff A.L. // Journal of Applied Physics. - 1993. - Vol. 73. No 12. - P. 8198-8200.

8. Wang, J. Synthesis of Cubic Aluminum Nitride by Carbothermal Nitridation Reaction / J. Wang, W.L. Wang, P.D. Ding, Y.X. Yang, L. Fang, J.

Esteve, and M.C. Polo // Diamond and Related Materials. - 1999. - Vol. 8. No 7. -P. 1342-1344.

9. Пат. 292903 A5 Bundesrepublik Deutschland, IPC C04 B 35/58. Verfarhen zur Herstellung von kubischem Aluminiumnitrid / Heiner V., Heidrum R.; заявитель Akademie der Wissenschaften. Patentschrift DD; заявл. 19.03.1990; опубл. 14.08.1991, приоритет 27.10.1983 - 3 с.

10. Shishkin, R.A. The advanced aluminum nitride synthesis methods and its applications: Patent review / Shishkin, R.A., Elagin, A.A., Mayorova, E.S., Beketov, A.R. // Recent Patents on Nanotechnology. - 2016. - Vol. 10. No 2. - P. 146-156.

11. Патент CN103771360A, МПК C01B21/072. Preparation method of AlN / Lin, Z., Rui, L., Chunhua, S., Longjiang, G.; заявитель GUIZHOU WANFANG ALUMINUM SCIENCE AND TECHNOLOGY DEV CO LTD DD; заявл. 05.07.2014; опубл. 09.16.2015, приоритет 26.02.2014 - 3 с.

12. Заявка на изобретение CN103881545A МПК C09D167/08, C09D7/12, C09D133/08. Nano aluminum nitride LED (light-emitting diode) heat dissipation paint and preparation method, / Shi, C.; заявитель CHENG SHI; заявл. 06.25.2014; приоритет 02.14.2014 - 3 с.

13. Патент CN103730565B МПК H01L33/48, H01L33/60, H01L33/64. Aluminum nitride Chip On Board (COB) light-emitting diode (LED) light source and packaging method thereof / Chen Jian, Zheng Xiaoping, Tong Yuzhen; заявитель DONGGUAN INST OF OPTO ELECTRONICS PEKING UNIVERSITY; заявл. 04.16.2014; опубл. 08.03.2016, приоритет 01.14.2014 - 3 с.

14. Патент CN104072158B МПК C04B35/63, C04B35/581, C04B35/622. Aluminum nitride sintering auxiliary agent and preparation method thereof as well as preparation method of aluminum nitride ceramic substrate / Shu-meng, S., Li, Y., Xia, B.; заявитель ZHEJIANG S SQUARE PRECISELY ELECTRONIC FACTORY CO LTD; заявл. 01.10.2014; опубл. 06.01.2016, приоритет 12.06.2014 - 3 с.

15. Kim, J. Growth and characterization of high quality AlN using combined structure of low temperature buffer and superlattices for applications in the deep ultraviolet / Kim, J., Pyeon, J., Jeon, M., Nam, O. // Japanese Journal of Applied Physics. - 2015. - Vol. 54. No 8. - art. no. 081001

16. Grandusky, J.R. Fabrication of high performance UVC LEDs on aluminum-nitride semiconductor substrates and theirpotential application in point-of-use water disinfection systems / J.R. Grandusky, Randive, R.V., Jordan, T.C., Schowalter, L.J. // Springer Series in Materials Science. - 2016. - Vol. 227 - P. 171-192

17. Bian, Y. Aluminum nitride thin film growth and applications for heat dissipation / Bian, Y., Liu, M., Ke, G., Chen, Y., DiBattista, J., Chan, E., Yang, Y. // Surface and Coatings Technology. - 2015. - Vol. 267 - P. 65-69.

18. Zhu, J. Characterization of the microstructure of an AlN-Mullite-Al2O3 ceramic layer on WCu composite alloy for microelectronic application / J. Zhu, An, R., Wang, C., Zhang, W., Wen, G. // Journal of Electronic Materials. - 2015. -Vol. 44. No 11 - P. 4154-4160.

19. Habib, A. Quantitative ultrasonic characterization of c-Axis oriented polycrystalline AlN thin film for smart device application / Habib, A., Shelke, A., Vogel, M., Brand, S., Jiang, X., Pietsch, U., Banerjee, S., Kundu, T.// Acta Acustica united with Acustica. - 2015. - Vol. 101. No 4 - P. 675-683.

20. Liang, J. Design and fabrication of aluminum nitride Lamb wave resonators towards high figure of merit for intermediate frequency filter applications / Liang, J., Zhang, H., Zhang, D., Duan, X., Zhang, H., Pang, W. // Journal of Micromechanics and Microengineering. - 2015. - Vol. 25. No 2 - art. no. 035016.

21. Aissa, K.A. AlN films deposited by dc magnetron sputtering and high power impulse magnetron sputtering for SAW applications / Aissa, K.A., Achour, A., Elmazria, O., Simon, Q., Elhosni, M., Boulet, P., Robert, S., Djouadi, M.A. // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2015. - Vol. 48. No 14. - art. no. 145307.

22. Siozios, A. Laser-matter interactions, phase changes and diffusion phenomena during laser annealing of plasmonic AlN:Ag templates and their applications in optical encoding / Siozios, A. Koutsogeorgis, D.C., Lidorikis, E., Dimitrakopulos, G.P., Pliatsikas, N., Vourlias, G., Kehagias, T., Patsalas, P. // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2015. - Vol. 28. No 28. - art. no. 285306.

23. Yusoff, M.Z.M. AlxGa1-xN/GaN/AlN heterostructures grown on Si(111) substrates by MBE for MSM UV photodetector applications / Yusoff, M.Z.M., Hassan, Z., Hassan, H.A., Abdullah, M.J., Rusop, M., Pakhuruddin, M.Z. // Materials Science in Semiconductor Processing. - 2015. - Vol. 34.- P. 214-223

24. Yusoff, Mohd. AlN/GaN/AlN heterostructures grown on Si substrate by plasma-assisted MBE for MSM UV photodetector applications / Mohd Yusoff, M.Z., Mahyuddin, A., Hassan, Z., Abu Hassan, H., Abdullah, M.J., Rusop, M., Mohammad, S.M. // Materials Science in Semiconductor Processing. - 2015. -Vol. 29.- P. 231-237

25. Заявка на изобретение CN104194871A МПК C10M161/00. Transformer oil containing nano-ferrocene-aluminum ni-tride particles and preparation method of transformer oil / Yingwen, C.; заявитель TONGLING RIKE ELECTRONICS CO LTD; заявл. 13.09.2014; приоритет 13.08.2014 - 3 с.

26. Патент CN104016316A МПК C01B21/072, C04B35/581, C04B35/626. Method for continuously preparing aluminum nitride powder and equipment thereof / Dahai, L., Jianxun, P., Qinghua, L., Zhong, C., Yizhong, C., Yu, L.; заявитель NINGXIA AISENDA NEW MATERIALS TECHNOL-OGY CO LTD; заявл. 03.09.2014; опубл. 17.08.2016, приоритет 06.08.2014 - 3 с.

27. Патент CN104032159B МПК C22C1/10, B82Y30/00, B82Y40/00, C22C1/02. Preparation method for nanometer aluminum nitride-reinforced aluminum-based composite material / Hong, Y., Xiao-hui, C.; заявитель UNIV NANCHANG; заявл. 10.09.2014; опубл. 06.04.2016, приоритет 26.03.2014 - 3 с.

28. Заявка на изобретение CN103949117A МПК B01D39/20, C04B35/581, C04B38/00. Aluminum nitride porous ceramic filter element and prepa-ration method thereof / Yu, L., Yushan, Y., Jianjun, H., Qiangzheng, J., Xu, Y., Ke, Y., Yong, D.; заявитель XI AN SPECIAL EQUIPMENT INSPECTION AND DETECTION INST.; заявл. 30.07.2014; приоритет 30.04.2014 - 5 с.

29. Патент CN104131184B МПК C22C1/02, C22C1/10, C22C9/01, C22C32/00. Preparation method for copper-aluminium nitride compo-site material / Zhou Xiaolong, Cao Jianchun; заявитель UNIV KUNMING SCIENCE & TECH, заявл. 11.05.2014; дата публ. 30.03.2016, приоритет 02.07.2014 - 4 с.

30. Патент CN104031717B МПК C10M125/20, C10M169/06, C10N30/06. Aluminium nitride and copper mixed nanometer lubricating grease additive and application / Bao Tianjiao, Zhang Tong, Wang Zhiyong, Liu Pengrui, Xiao Shenglong; заявитель BEIJING INST AERONAUTICAL MAT, заявл. 10.09.2014, опубл. 04.05.2016, приоритет 06.19.2014 - 4 с.

31. Abd El-Rahman, A.M. Synthesis and annealing effects on the properties of nanostructured Ti-Al-V-N coatings deposited by plasma enhanced magnetron sputtering / Abd El-Rahman, A.M. // Materials Chemistry and Physics. - 2015. -Vol. 149.- P. 179-187

32. Aleksandrov I.A., Mansurov V.G., Zhuravlev K.S. Photoluminescence kinetics slowdown in an ensemble of GaN/AlN quantum dots upon tunneling interaction with defects // Semiconductors. 2016. Vol. 50, № 8.

33. Solaimani, M. Optical absorption coefficint of GaN/AlN multi-shells quantum dots: Optical intensity and magnetic field effects / Solaimani, M. // Optik. - 2016. - Vol. 127. No. 8- P. 3934-3939.

34. Jurczak, G. Finite element modelling of nonlinear piezoelectricity in wurtzite GaN/AlN quantum dots / Jurczak, G., Dluzewski // Computational Materials Science. - 2016. - Vol. 111 - P. 197-202.

35. Shiganova, L. Study of possibility of obtaining nanopowder composition of aluminum nitride - Boron nitride by azide SHS technology / Shiganova, L.,

Bichurov, G., Kerson, I., Novikov, V., Amosov, A. // Key Engineering Materials. -2016. - Vol. 684 - P. 379-386.

36. Gao, Z. An efficient route for the synthesis of aluminum nitride/graphene nanohybrids / Z. Gao, Y. Wan, H. Luo // Journal of the American Ceramic Society. - 2014. - Vol. 97 - P. 1966-1970.

37. Ramazanov, S.M. Structural properties of the epitaxial (SiC)1 - x(AlN)x solid solution films fabricated by magnetron sputtering of SiC-Al composite targets / S.M. Ramazanov, M.K. Kurbanov, G.K. Safaraliev, B.A. Bilalov, N.I. Kargin, A.S. Gusev // Technical Physics Letters.- 2014. - Vol. 40 - P. 300-302.

38. Alshaikhi, A. Theoretical investigations of phonon intrinsic mean-free path in zinc-blende and wurtzite AlN / A. Alshaikhi, G.P. Srivastava // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. - 2007. - Vol. 76 - P. 1-7.

39. Siegel, A. Ab initio calculation of structural phase transitions in AlN crystal / A. Siegel, K. Parlinski, U. Wdowik // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics.- 2006. - Vol. 74 - P. 1-6.

40. Cristensen, N.E. Calculated structural phase transitions of aluminium nitride under pressure / N.E. Cristensen, I. Gorczyca // Physical Review B -Condensed Matter and Materials Physics. -1992. - Vol. 47 - P. 4307-4314.

41. Van Camp, P.E. High-pressure properties of wurtzite- and rocksalt-type aluminum nitride / P.E. Van Camp, V.E. Van Doren, J.T. Devreese // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. -1991. - Vol. 44 - P. 90569059.

42. Gorczyca, I. High pressure phase transition in aluminium nitride / I.Gorczyca, N.E.Christensen, P. Perlin, I. Grzegory, J. Jun, M. Bockowski // Solid State Communications. -1991. - Vol. 79 - P. 1033-1034.

43. Saib, S. Structural properties of AlN from first principles calculations / S. Saib, N. Bouarissa // European Physical Journal B.-2005. - Vol.47 - P.379-383.

44. Serrano, J. Theoretical study of the relative stability of structural phases in group-III nitrides at high pressures / J. Serrano, A. Rubio, E. Hernández, A. Muñoz, A. Mujica // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics.-2000. - Vol. 62- P. 16612-16623.

45. Kanoun, M.B. Zinc-blende AlN and GaN under pressure: structural, electronic, elastic and piezoelectric properties / M.B. Kanoun, S. Goumri-Said, A.E. Merad, G. Merad, J. Cibert, H. Aourag // Semiconductor Science and Technology. - 2004. - Vol. 19 - P. 1220-1231.

46. Zhang, R.F. Mechanism of the B3 to B1 transformation in cubic AlN under uniaxial stress / R.F. Zhang, S.H. Sheng, S.Veprek // Physical Review B -Condensed Matter and Materials Physics. - 2007. - Vol. 76 - P. 1-5.

47. Pierson, H.O. Composition and structure of aluminum nitride // (1996) Covalent Nitrides: Properties and General Characteristics. In Handbook of Refractory Carbides and Nitrides . - New York: H.O. Pierson Noyes Publications, 1996, P. 237-239.

48. Tang, Y. Synthesis and properties of one-dimensional aluminum nitride nanostructures / Y. Tang, H. Cong, H. Cheng // Nano. - 2007. - Vol. 2 - P. 307 -331.

49. Elagin, A.A. Aluminum nitride. Preparation methods (Review) / A.A. Elagin, A.R .Beketov, M.V. Baranov, R.A. Shishkin // Refractories and Industrial Ceramics. - 2013. - Vol. 53 - P. 395-403.

50. Wang, J. Synthesis of cubic aluminum nitride by carbothermal nitridation reaction / J. Wang, W.L.Wang, P.D. Ding, Y.X. Yang, L. Fang, J. Esteve, M.C. Polo, G. Sanchez // Diamond and Related Materials. - 1999. - Vol. 8 - P. 1342-1344.

51. Kuang, J. Formation and characterization of cubic AlN crystalline in a carbothermal reduction reaction / J. Kuang, C. Zhang, X. Zhou, Q. Liu, C. Ye, // Materials Letters. - 2005. - Vol. 59 - P. 2006-2010.

52. Joo, H.U. Is it possible to synthesize cubic aluminum nitride by the carbothermal reduction and nitridation method? / H.U. Joo, S.A. Chae, W.S. Jung // Diamond and Related Materials. - 2008. - Vol. 17 - P. 352-355.

53. Mylinh, D.T. Aluminum Nitride Formation From Aluminum Oxide/Phenol Resin Solid-Gel Mixture By Carbothermal Reduction Nitridation Method / D.T. Mylinh, D.-H. Yoon, C.-Y. Kim // Archives of Metallurgy and Materials. - 2015. - Vol. 60 - P. 0-4.

54. Yamaguchi, G. Study on the reductive spinel—a new spinel formula AlN-Al2O3 instead of the previous one Al3O4 / G. Yamaguchi, H. Yanagida // Bulletin of the Chemical Society of Japan. - 1959. - Vol. 32 - P. 1264-1265.

55. Long, G. Crystal Phases in the System Al2O3-AlN / G. Long, L.M. Foster // Journal of the American Ceramic Society. - 1961. - Vol. 44 - P. 255258.

56. Adams, I., AuCoin, T.R., Wolff, G.A. Luminescence in the system Al2O3-AlN / I. Adams, T.R. AuCoin, G.A. Wolff // Journal of The Electrochemical Society. - 1962. - Vol. 109 - P. 1050-1054.

57. Lejus, A. Formation at high temperature of nonstoichiometric spinels and of derived phases in several oxide systems based on alumina and in the system alumina-aluminum nitride / A. Lejus // Review International Hautes Temperature Refractories. - 1964. - Vol. 1 - P. 53-95.

58. Lefebvre, A. Structure à antiphases périodiques de l'oxynitrure d'aluminium 5 1 non-stoechiométrique de composition 9Al2O3 -AlN / A. Lefebvre // Journal of Applied Crystallography. - 1975. - Vol. 8 - P. 235-242.

59. Lefebvre, A. , Gilles J.C., Collongues R. Antiphases periodiques dans un spinelle non-stoechiometrique (9 Al2O3/AlN) prepare a haute temperature / A. Lefebvre, J.C.Gilles, R. Collongues // Materials Research Bulletin. - 1972. - Vol. 7 - P. 557-565.

60. Irene, E.A. Some properties of chemically vapor deposited films of AlxOyNz on silicon / E.A. Irene, V.J. Silvestri, G.R. Woolhouse // Journal of Electronic Materials. - 1975. - Vol. 4 - P. 409-427.

61. Патент CN104131184B МПК C04B35/111, C04B35/581. Process for producing polycrystalline cubic aluminum oxynitride / McCauley, J.W., Corbin, N.D.; Заявитель US Secretary of Army, заявл. 24.08.1978, опубл. 23.12.1980, приоритет 24.08.1978- 3 с.

62. McCauley, J.W. AlON: A brief history of its emergence and evolution / J.W. McCauley, P. Patel, M .Chen, G. Gilde, E. Strassburger, B. Paliwal, K.T. Ramesh, D.P. Dandekar // Journal of the European Ceramic Society. - 2009. -Vol. 29 - P. 223-236.

63. Mccauley, J.W., Corbin, N.D. High temperature reactions and microstructures in the Al2O3-AlN system / J.W. Mccauley, N.D. Corbin // Progress in Nitrogen Ceramics. - 1983. - Vol. 65 - P. 111-118.

64. Pavlyuchkov, D. Thermodynamic Assessments of the Al2O3-Al4C3-AlN and Al4C3-AlN-SiC Systems / D. Pavlyuchkov, O. Fabrichnaya, M. Herrmann, H.J. Seifert // Journal of Phase Equilibria and Diffusion. - 2012. - Vol. 33 - P. 357-368.

65. Fitzgerald, J.J. Observation of four-coordinate aluminum oxynitride (AlO4-xNx) environments in AlON solids by MAS 27Al NMR at 14 T / J. J. Fitzgerald, S.D. Kohl, G. Piedra, S.F. Dec, G.E. Maciel // Chemistry of Materials. - 1994. - Vol. 6 - P. 1915-1917.

66. Shahien, M. Synthesis of cubic aluminum nitride coating from Al2O3 powder in reactive plasma spray process / M. Shahien, M. Yamada, T. Yasui, M. Fukumoto // Materials Transactions. - 2013. - Vol. 54 - P. 207-214.

67. Пат. РФ № 2531179, МПК C01B 21/072. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ НИТРИДА АЛЮМИНИЯ В РЕЖИМЕ ГОРЕНИЯ / Боровинская Инна Петровна, Закоржевский Владимир Вячеславович; заявитель Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт структурной

макрокинетики и проблем материаловедения Российской академии наук; заявл. 28.03.2013, опубл. 10.10.2014 Бюл. № 28, приор. 28.03.2013 - 5 с.

68. Пат. US6518637B1, МПК C30B23/02, C30B29/403. Cubic (zinc-blende) aluminum nitride / Margarita P. Thompson, Gregory W. Auner; заявитель Wayne State University; заявл. 07.04.2000, опубл. 02.11.2003, приор. 08.04.1998.

69. Пат. РФ 2361846, МПК C04B 35/581, C01B 21/072. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ШИХТЫ, СОДЕРЖАЩЕЙ НИТРИД АЛЮМИНИЯ КУБИЧЕСКОЙ ФАЗЫ / Ильин Александр Петрович, Толбанова Людмила Олеговна; заявитель Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет; заявл. 02.04.2007, опубл. 20.07.2009 Бюл. № 20, приор. 02.04.2007.

70. Hultman, L. Interfacial multilayer reactions in single-crystal-TiN multilayer thin films / L. Hultman, S. Benhenda, G. Radnoczi, J.-E. Sungren // Thin Solid Films. - 1993. - Vol. 215 - P. 152-161.

71. Madan, A.. Stabilization of cubic AlN in epitaxial AlN/TiN superlattices / A. Madan, I.W. Kim, S.C. Cheng, P. Yashar, V.P. Dravid, S.A. Barnett // Physical Review Letters. - 1997. - Vol. 78 - P. 1743-1746.

72. Kim, I.W. Critical thickness for transformation of epitaxially stabilized cubic AlN in superlattices / I.W. Kim, Q. Li, L.D. Marks, S.A. Barnett, // Applied Physics Letters. - 2001. - Vol. 78 - P. 892-894.

73. Cho, A.Y. Film Deposition by Molecular-Beam Techniques / A.Y. Cho, // Journal of Vacuum Science and Technology. - 1971. - Vol. 8 - P. 531.

74. Arthur, J.R. GaAs, GaP, and GaAsxP1-x Epitaxial Films Grown by Molecular Beam Deposition / J.R. Arthur // Journal of Vacuum Science and Technology. - 1969. - Vol. 6 - P. 545.

75. Fu, Y. Surface evolution of NaCl-type cubic AlN films on MgO (100) substrates deposited by laser molecular beam epitaxy / Yu. Fu, Y. Zhang, W. Yang, H. He, Shen, X.// Journal of Crystal Growth. - 2012. - Vol. 343 - P. 28-32.

76. Kakuda, M. MBE growth of cubic AlN films on MgO substrate via cubic GaN buffer layer / M. Kakuda, K. Makino, T. Ishida, S. Kuboya, K. Onabe // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. - 2012. - Vol. 9 -P. 558-561.

77. Kakuda M. RF-MBE growth of cubic AlN on MgO (001) substrates via 2-step c-GaN buffer layer / M. Kakuda, S. Morikawa, S. Kuboya, R. Katayama, H. Yaguchi, K. Onabe // Journal of Crystal Growth. - 2013. - Vol. 378 - P. 307-309.

78. He, H. Interface characteristics of cubic AlN film on MgO (100) substrate / H. He, S. Huang, X. Wei, Y. Fu, Z. Li, J. Zeng // Vacuum. - 2015. -Vol. 119 - P. 99-101.

79. Okumura, H. Growth of cubic Ill-nitrides by gas source MBE using atomic nitrogen plasma: GaN, AlGaN and AlN / H. Okumura, H. Hamaguchi, T. Koizumi, K. Balakrishnan, Y. Ishida, M. Arita, S. Chichibu, H. Nakanishi, T. Nagatomo, S. Yoshida // Journal of Crystal Growth. - 1998. - Vol. 189 - P. 390394.

80. Koizumi, T. Growth and characterization of cubic AlGaN and AlN epilayers by RF-plasma assisted MBE / T. Koizumi, H. Okumura, K. Balakrishnan, H. Harima, T. Inoue, Y. Ishida, T. Nagatomo, S. Nakashima, S. Yoshida // Journal of Crystal Growth. - 1999. - Vol. 201 - P. 341-345.

81. Harima, H. Raman studies on phonon modes in cubic AlGaN alloy / H. Harima, T. Inoue, S. Nakashima, H. Okumura, Y. Ishida, S. Yoshida, T. Koizumi, H. Grille, F. Bechstedt // Applied Physics Letters. - 1999. - Vol. 741 - P. 191.

82. Gerthsen, D. Molecular beam epitaxy (MBE) growth and structural properties of GaN and AlN on 3C-SiC(0 0 1) substrates / D. Gerthsen, B. Neubauer, Ch. Dieker, R. Lantier, A. Rizzi, H. Luth, // Journal of Crystal Growth. - 1999. - Vol. 200 - P. 353-361.

83. As, D.J. Growth of nonpolar cubic GaN/AlN multiple quantum wells with intersubband transitions for 1.5 ^m applications / D.J. As, J. Schormann, E.

Tschumak, K. Lischka, E.A. DeCuir, M.O. Manasreh // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. - 2008. - Vol. 5 - P. 2092-2095.

84. Städele, M. Stability and band offsets of polar GaN/SiC(001) and AlN/SiC(001) interfaces / M. Städele, J. Majewski, P. Vogl // Physical Review B. - 1997. - Vol. 56 - P. 6911-6920.

85. Martinez-Guerrero, E. Control of the morphology transition for the growth of cubic GaN/AlN nanostructures / E. Martinez-Guerrero, F. Chabuel, B. Daudin, J.L. Rouviere, H. Mariette // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 81 -P. 5117-5119.

86. Schupp, T. MBE growth of atomically smooth non-polar cubic AlN / T. Schupp, K. Lischka, D.J. As // Journal of Crystal Growth. - 2010. - Vol. 312 - P. 1500-1504.

87. Schupp, T. Growth of atomically smooth cubic AlN by molecular beam epitaxy / T. Schupp, G. Rossbach, P. Schley, R. Goldhahn, K. Lischka, D. J. As // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. - 2010. - Vol. 7 -P. 17-20.

88. Schupp, T. MBE growth of cubic AlN on 3C-SiC substrate / T. Schupp, G. Rossbach, P. Schley, R. Goldhahn, M. RpDppischer, N. Esser, // Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science. - 2010. - Vol. 207 - P. 1365-1368.

89. Schupp, T. Growth of cubic GaN quantum dots / T. Schupp, T. Meisch, B. Neuschl, M .Feneberg, K. Thonke, K. Lischka, D. J. As // 2010 Wide Bandgap Cubic Semicond: From Growth to Devices. - 2010. - Vol. 1292 - P. 165-168.

90. As, D.J. MBE growth and applications of cubic AlN/GaN quantum wells / D.J. As, C. Mietze // Physica Status Solidi (A) Applications and Materials Science. - 2013. - Vol. 210 - P. 474-479.

91. As, D.J. Cubic group-III nitride-based nanostructures-basics and applications in optoelectronics / D.J. As // Microelectronics Journal. - 2009. - Vol. 40 - P. 204-209.

92. Schörmann, J. Near ultraviolet emission from nonpolar cubic AlxGa1-xNGaN quantum wells / J. SchoDrmann, S. Potthast, D. J. As, K. Lischka // Applied Physics Letters. - 2006. - Vol. 89 - P. 131.

93. Blumenthal, S. Fabrication and characterization of two-dimensional cubic AlN photonic crystal membranes containing zincblende GaN quantum dots / S. Blumenthal, M. Bürger, A. Hildebrandt, J. Förstner, N. Weber, C. Meier, D. Reuter, D.J. As // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. - 2016. - Vol. 13 - P. 292-296.

94. Kemper, R.M. Cubic GaN/AlN multi-quantum wells grown on pre-patterned 3C-SiC/Si (001) / R.M. Kemper, C. Mietze, L. Hiller, T. Stauden, J. Pezoldt, D. Meertens, M. Luysberg, D.J. As, J.K.N. Lindner // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. - 2014. - Vol. 11 - P. 265-268.

95. Bürger, M. Non-polar GaN quantum dots integrated into high quality cubic AlN microdisks / M. Bürger, G. Callsen, T. Kure, A. Hoffmann, A. Pawlis, D. Reuter, D.J. As // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. - 2014. - Vol. 11 - P. 790-793.

96. Calleja, E. Growth of III-nitrides on Si(111) by molecular beam epitaxy Doping, optical, and electrical properties / E. Calleja, M.A. Sánchez-G^cia, F.J. Sánchez, F. Calle, F.B. Naranjo, E. Muñoz, S.I. Molina, A.M. Sánchez, F.J. Pacheco, R. Garcia // Journal of Crystal Growth. - 1999. - Vol. 201-202 - P. 296317.

97. Lebedev, V. Effect of nanoscale surface morphology on the phase stability of 3C-AlN films on Si(111) / V. Lebedev, V. Cimalla, U. Kaiser, Ch. Foerster, J. Pezoldt, J. Biskupek, O. Ambacher // Journal of Applied Physics. -2005. - Vol. 97 - P. 0-6.

98. Yang, R. Phase stability, mechanical and optoelectronic properties of two novel phases of AlN / R. Yang, C. Zhu, Q. Wei, Z. Du // Modern Physics Letters. - 2017. - Vol. 31 - P. 17-21.

99. Ohachi, T. Direct growth of cubic AlN and GaN on Si (001) with plasma-assisted MBE / T. Ohachi, T. Kikuchi, Y. Ito, R. Takagi, M. Hogiri, K. Miyauchi, M. Wada, Y. Ohnishi, K. Fujita // Physica Status Solidi C: Conferences.

- 2003. - Vol. 2592 - P. 2589-2592.

100. Fu, Y. Structural, optical and electrical properties of cubic AlN films deposited by laser molecular beam epitaxy / Yu. Fu, X. Li, Yu. Wang, H. He, X. Shen // Applied Physics A. - 2011. - Vol. 106 - P. 937-940.

101. Yuechun, F. Microstructure and optical properties of cubic AlN/TiN bilayers deposited by laser molecular beam epitaxy / F. Yuechun, M. Xianghai, Y. Weijia, H. Huan, S. Xiaoming // Vacuum. - 2011. - Vol. 85 - P. 1037-1041.

102. Kimura, R. Improvement of cubic GaN film crystal quality by use of an AlN/GaN ordered alloy on GaAs (1 0 0) by plasma assisted molecular beam epitaxy / R. Kimura, A. Shigemori, J. Shike, K. Ishida, K. Takahashi // Journal of Crystal Growth. - 2003. - Vol. 251 - P. 455-459.

103. Kim, I.W. Stabilization of zinc-blende cubic AlN in AlN/W superlattices / I.W. Kim, A. Madan, M.W. Guruz, V.P. Dravid, Barnett, S. A. // Journal of Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces, and Films. -2001. - Vol. 19 - P. 2069.

104. Bartosik, M. Thermal expansion of rock-salt cubic AlN / M. Bartosik, M. Todt, D. Holec, J. Todt, L. Zhou, H. Riedl, H.J. Böhm, F.G. Rammerstorfer, P.H. Mayrhofer, // Applied Physics Letters. - 2015. - Vol. 107 - P. 071602.

105. Choudhary, R.K. Optical properties of cubic AlN films grown by sputtering / R.K. Choudhary, P. Mishra, R.C. Hubli // Surface Engineering. - 2016.

- Vol. 32 - P. 304-306.

106. Choudhary, R.K., Mishra P., Hubli R.C. Deposition of rock salt AlN coatings by magnetron sputtering / R.K. Choudhary, P. Mishra, R.C. Hubli // Surface Engineering. - 2014. - Vol. 30 - P. 535-539.

107. Balasubramanian, C. Synthesis of nanowires and nanoparticles of cubic aluminium nitride / C. Balasubramanian, V.P. Godbole, V.K. Rohatgi, A.K. Das, S.V. Bhoraskar // Nanotechnology. - 2004. - Vol. 15 - P. 370-373.

108. Shahien, M. Cubic aluminum nitride coating through atmospheric reactive plasma nitriding / M. Shahien, M. Yamada, T. Yasui, M. Fukumoto // Journal of Thermal Spray Technology. - 2010. - Vol. 19 - P. 635-641.

109. Yin, L.W. A two-stage route to coaxial cubic-aluminum-nitride-boron-nitride composite nanotubes / L.W. Yin, Y. Bando, Y.C. Zhu, D. Golberg, M. S. Li, // Advanced Materials. - 2004. - Vol. 16 - P. 929-933.

110. Thapa, R. Synthesis of cubic aluminum nitride by VLS technique using gold chloride as a catalyst and its optical and field emission properties / R. Thapa, B. Saha, K.K. Chattopadhyay // J Journal of Alloys and Compounds. - 2009. -Vol. 475 - P. 373-377.

111. Kudyakova, V.S. Gas-phase synthesis of hexagonal and cubic phases of aluminum nitride: A method and its advantages / V.S. Kudyakova, V.V. Bannikov, A.A. Elagin, R.A. Shishkin, M.V. Baranov, A.R. Beketov // Technical Physics Letters. - 2016. - Vol. 42- P. 260-262.

112. Petrov, I. Synthesis of metastable epitaxial zinc-blende-structure AlN by solid-state reaction / I. Petrov, E. Mojab, R.C. Powell, J.E. Greene, L. Hultman, J.E. Sundgren // Applied Physics Letters. - 1992. - Vol. 60- P. 2491-2493.

113. Li, L. Low-temperature solvent thermal synthesis of cubic AlN / L. Li, X. Hao, N. Yu, D. Cui, X. Xu, M. Jiang // Journal of Crystal Growth. - 2003. -Vol. 258- P. 268-271.

114. Sardar, K. A simple single-source precursor route to the nanostructures of AlN, GaN and InN / Sardar, K.M. Dan, B. Schwenzer, C. N. R. Rao // Journal of Materials Chemistry. - 2005. - Vol. 15- P. 268-2175.

115. Hao, X.P. Synthesize AlN nanocrystals in organic solvent at atmospheric pressure / X. P. Hao, M. Y. Yu, D. L. Cui, X. G. Xu, Y. J. Bai, Q. L. Wang, M. H. Jiang // Journal of Crystal Growth. - 2002. - Vol. 242- P. 229-232.

116. Lin, C.-Y. Oxidation behavior of AlN films at high temperature under controlled atmosphere / C.-Y. Lin, F.-H. Lu // Journal of the European Ceramic Society Soc. - 2008. - Vol. 28- P. 691-698.

117. Zhang, R.F. Deformation paths and atomistic mechanism of B4^B1 phase transformation in aluminium nitride / R.F. Zhang, S. Veprek // Acta Materialia. - 2009. - Vol. 57- P. 2259-2265.

118. Ueno, M. X-ray observation of the structural phase transition of aluminum nitride under high pressure / M. Ueno, A. Onodera, O. Shimomura, K. Takemura // Physical Review B. - 1992. - Vol. 45- P. 10123-10126.

119. Vollstadt, H. High Pressure Synthesis of Rocksalt Type of AlN / H. Vollstadt, E. Ito, M. Akaishi, S. Akimoto, O. Fukunaga // Proceedings of the Japan Academy, Ser. B, Physical and Biological Sciences. - 1990. - Vol. 66- P. 7-9.

120. Xia, Q. Pressure-induced rocksalt phase of aluminum nitride: A metastable structure at ambient condition / Q. Xia, H. Xia, A.L. Ruoff // Journal of Applied Physics. - 1993. - Vol. 73- P. 8198.

121. Kondo, K. Shock compression and phase transformation of AlN and BP / K. Kondo, A. Sawaoka, K. Sato, M. Ando // AIP Conference Proceeding. - 1982. - Vol. 325- P. 325-329.

122. Wang, Z. Size-induced reduction of transition pressure and enhancement of bulk modulus of AlN nanocrystals / Z. Wang, K. Tait, Y. Zhao, D. Schiferl, C. Zha, H. Uchida, R. T. Downs // Journal of Physical Chemistry B. -2004. - Vol. 108- P. 11506-11508.

123. Shen, L.H. Pressure-induced structural transition in AlN nanowires / L.H. Shen, X.F. Li, Y.M. Ma, K.F. Yang, W.W.Lei, Q.L. Cui, G.T. Zou // Applied Physics Letters. - 2006. - Vol. 89- P. 11-14.

124. Lin, W.-T. Epitaxial growth of cubic AlN films on (100) and (111) silicon by pulsed laser ablation / W.-T. Lin, L.-C. Meng, G.-J. Chen, H.-S. Liu // Applied Physics Letters. - 1995. - Vol. 66- P. 2066.

125. Zhu, J. Epitaxial growth of cubic AlN films on SrTiO3(100) substrates by pulsed laser deposition / J. Zhu, D. Zhao, W.B. Luo, Y. Zhang, Y.R. Li // Journal of Crystal Growth. - 2008. - Vol. 310- P. 731-737.

126. Sumitani, K. Influences of repetition rate of laser pulses on growth of crystalline AlN fi lms on sapphire ( 0001 ) substrates by pulsed laser deposition / K. Sumitani, R. Ohtani, T. Yoshida, Y. Nakagawa, S. Mohri, T. Yoshitake // Diamond and Related Materials. - 2010. - Vol. 19- P. 618-620.

127. Mohri, S. Growth of metastable cubic AlN by reactive pulsed laser deposition / S. Mohri, T. Yoshitake, T. Hara, K. Nagayama // Diamond and Related Materials. - 2008. - Vol. 17- P. 1796-1799.

128. Kudyakova, V.S. Aluminium nitride cubic modifications synthesis methods and its features. Review / V.S. Kudyakova, R.A. Shishkin, A.A. Elagin, M.V. Baranov, A.R. Beketov // Journal of the European Ceramic Society. - 2017. - Vol. 37. - P. 1143-1156.

129. Zhong, Q. Bandgap Determination of Cubic Rocksalt AlN Film from Experimental and Theoretical Investigations / Q. Zhong, S. L. Huang, Y. C. Fu, X. M. Shen, J. M. Zeng, H. He // Applied Mechanics and Materials. - 2014. - Vol. 633-634- P. 52-55.

130. Wang, A.J. Structural and elastic properties of cubic and hexagonal TiN and AlN from first-principles calculations / A.J. Wang, S.L. Shang, Y. Du, Y. Kong, L.J. Zhang, L. Chen, D.D. Zhao, Z.K. Liu // Computational Materials Science. - 2010. - Vol. 48- P. 705-709.

131. Albanesi, E.A. Electronic structure and equilibrium properties of GaxAl1-xN alloys / E.A. Albanesi, W.R.L. Lambrecht, B. Segall // Physical Review B. - 1993. - Vol. 48- P. 17841-17847.

132. Litimein, F. The electronic structure of wurtzite and zincblende AlN: an ab initio comparative study / F. Litimein, B. Bouhafs, Z. Dridi, P. Ruterana // New Journal of Physics. - 2002. - Vol. 4- P. 64-64.

133. Fan, W.J. Valence hole subbands and optical gain spectra of GaN/Ga1-xAlxN strained quantum wells / W.J. Fan, M.F. Li, T.C. Chong, J.B. Xia, // Journal of Applied Physics. - 1996. - Vol. 80 - P. 3471.

134. Holec, D. Pressure-dependent stability of cubic and wurtzite phases within the TiN-AlN and CrN-AlN systems / D. Holec, F. Rovere, P. H.Mayrhofer, P.B. Barna // Scripta Materialia. - 2010. - Vol. 62 - P. 349-352.

135. Norrby, N. High pressure and high temperature stabilization of cubic AlN in Ti060Al040N / N. Norrby, H. Lind, G. Parakhonskiy, M. P. Johansson, F. Tasnadi, L. S. Dubrovinsky, N. Dubrovinskaia, I. A. Abrikosov, M. Oden, // Journal of Applied Physics. - 2013. - Vol. 113 - P. 053515.

136. Sherwin, M.E. Predicted elastic constants and critical layer thicknesses for cubic phase AlN, GaN, and InN on P-SiC / M.E. Sherwin, T.J. Drummond // Journal of Applied Physics. - 1991. - Vol. 69 - P. 8423.

137. Rubio, A. Quasiparticle band structure of AlN and GaN / A. Rubio, J. L. Corkill, M.L. Cohen, E.L. Shirley, S.G. Louie // Physical Review B. - 1993. -Vol. 48 - P. 11810-11816.

138. Bannikov, V. V. Electronic structure and magnetic properties of doped Al1-xTix N (x = 0.03, 0.25) compositions based on cubic aluminum nitride from ab initio simulation data / V.V. Bannikov, A.R. Beketov, M.V. Baranov, A.A. Elagin, V.S. Kudyakova, R.A. Shishkin // Physics of the Solid State. - 2016. - Vol. 58 -P. 924-932.

139. V. Tomashik, P. Perrot, G. Effenberg, S. Ilyenko, Aluminium -Nitrogen - Titanium, in: Landolt-Bornstein Ternary Alloy Systems: Phase Diagrams, Crystallographic and Thermodynamic Data, Springer-Verlag GmbH, Heidelberg, 2005. pp. 322-333.

140. Chawla, V. The effect of interlayer composition and thickness on the stabilization of cubic AlN in AlN/Ti-Al-N superlattices / V. Chawla, D. Holec, P.H. Mayrhofer // Thin Solid Films. - 2014. - Vol. 565 - P. 94-100.

141. Chen, L. Effect of bilayer period on structure, mechanical and thermal properties of TiAlN/AlTiN multilayer coatings / L. Chen, Y.X. Xu, Y. Du, Y. Liu // Thin Solid Films. - 2015. - Vol. 592 - P. 207-214.

142. Abrikosov, I.A. Phase Stability and Elasticity of TiAlN / I.A. Abrikosov, Knutsson, A. B.Alling, F.Tasnadi, H.Lind, L.Hultman, M. Oden, // Materials (Basel). - 2011. - Vol. 4. - P. 1599-1618.

143. Norrby, N. In situ X-ray scattering study of the cubic to hexagonal transformation of AlN in Ti1-xAlxN / N. Norrby, L. Rogstrom, M.P. JohanssonJoesaar, N. Schell, M. Oden // Acta Materialia. - 2014. - Vol. 73. - P. 205-214

144. Moraes, V. Thermal conductivity and mechanical properties of AlN-based thin films / V. Moraes, H. Riedl, R. Rachbauer, S. Kolozsvari, M. Ikeda, L. Prochaska, S. Paschen, P.H. Mayrhofer // Journal of Applied Physics. - 2016. -Vol. 119. - P. 225304

145. Shimizu, T. Impact of pulse duration in high power impulse magnetron sputtering on the low-temperature growth of wurtzite phase (Ti,Al)N films with high hardness / T. Shimizu, Y. Teranishi, K. Morikawa, H. Komiya, T. Watanabe, H. Nagasaka, M. Yang // Thin Solid Films. - 2015. - Vol. 581. - P. 39-47

146. Pac, M.-J. Microstructural and elasto-plastic material parameters identification by inverse finite elements method of Ti(1-x) AlxN (0 < x < 1 sputtered thin films from Berkovich nano-indentation experiments / M.-J. Pac, S. Giljean, C. Rousselot, F. Richard, P. Delobelle, // Thin Solid Films. - 2014. - Vol. 569. - P.81-92

147. Pinot, Y. The competitive growth of cubic domains in Ti(1-x)AlxN films studied by diffraction anomalous near-edge structure spectroscopy / Y.Pinot, M.-H. Tuilier, M.-J. Pac, C. Rousselot, D. Thiaudiere // Journal of Synchrotron Radiation. - 2015. - Vol. 22. - P.1440-1449

148. Rovere, F. Experimental and computational study on the effect of yttrium on the phase stability of sputtered Cr-Al-Y-N hard coatings / F.Rovere, D.Music, J. M.Schneider, P. H. Mayrhofer // Acta Materialia. - 2010. - Vol. 58. - P. 2708-2715.

149. Елагин, А. А. Установка для получения порошкообразного нитрида алюминия газофазным способом / А. А. Елагин, Г. А. Попов, Н. Г. Сергеев, С. С. Лихачев // Труды Свердловского научно-исследовательского института химического машиностроения. Серия «Оборудование для оснащения технологических производств». - 2011. - №18. - С. 165-170.

150. Миркин, Л. И. Рентгеноструктурный анализ: Индицирование рентгенограмм / Л. И. Миркин - Москва: Изд-во Наука, 1981. - 495 с.

151. Васильев, Е. К. Качественный рентгенофазовый анализ / Е. К. Васильев - Новосибирск: Изд-во Наука, 1986. - 195 с.

152. Шак, А.В. Методическое руководство к лабораторной работе «Исследование структуры сплавов методом измерения микротвердости» [электронный ресурс] / А.В. Шак // Портал информационно-образовательных ресурсов. Режим доступа: http : //study.urfu.ru/Aid/ViewMeta/7262 - Дата обращения: 12.04.2018

153. Дорохин, М.В.. Измерение коэффициента теплопроводности методом 3ю [электронный ресурс]/ М.В. Дорохин, Ю.М. Кузнецов // Портал научно-исследовательского физико-технического института. Режим доступа: www.nifti.unn.ru/filemanager/download/184/ - Дата обращения: 12.04.2018

154. Kudyakova, V.S. Thermodynamic evaluation of nucleation as a method for selection of aluminium nitride modifications / V.S. Kudyakova, R.A. Shishkin, F.M. Zykov, K.V. Zvonarev, A.V. Chukin, E.V. Polyakov, A.R. Beketov // Journal of Crystal Growth. - 2018. - Vol. 486 - P. 111-116.

155. Volmer, M. Kristallbildung durch gerichtete Dampfmoleküle / M.Volmer // Zeitschrift für Physik. - 1921. - Vol. 5, . - P. 31-34.

156. Вульф, Ю.В. Избранные работы по кристаллофизике и кристаллографии / Ред., биогр. очерк и примеч. А.Б. Млодзеевского. - М. ; Л. : Гос. изд-во технико-теорет. лит., 1981. - 495 с.

157. Holec, D. Surface energies of AlN allotropes from first principles / D. Holec, P.H. Mayrhofer // Scripta Materialia. - 2012. - Vol. 67. - P. 760-762.

158. AlShaikhi, A. Specific heat calculations of III-N bulk materials / A. AlShaikhi, G.P.Srivastava // Physica Status Solidi (C) Current Topics in Solid State Physics. - 2006. - Vol. 3. - P. 1495-1498.

159. Alling, B. Mixing and decomposition thermodynamics of c- Ti1-xAlxN from first-principles calculations / B.Alling, A.V.Ruban, A.Karimi, O.E.Peil, S.I.Simak, L.Hultman, I.A. Abrikosov // Physical Review B - Condensed Matter and Materials Physics. -2007. - Vol. 75. - P. 045123.

160. Alling, B. Comparison of thermodynamic properties of cubic Cr1-xAl xN and Ti1-xAlxN from first-principles calculations / B. Alling, T. Marten, I. A. Abrikosov, A. Karimi // Journal of Applied Physics. - 2007. - Vol. 102. - P. 044314.

161. Blaha, P. et al. WIEN2k: An Augmented Plane Wave Plus Local Orbitals Program for Calculating Crystal Properties. [электронный ресурс]/ P.Blaha, K.Schwarz, G.Madsen, D.Kvasnicka and J.Luitz // Портал WIEN2k. Режим доступа http: //susi. theo chem. tuwien. ac. at/ - Дата обращения: 12.04.2018

162. Bader, R.F.W. Atoms in Molecules: A Quantum Theory / Bader, R.F.W. - Oxford: Clarendon Press, 1990 - 456 р.

163. Suryanarayana, D. Oxidation Kinetics of Aluminum Nitride / D. Suryanarayana // Journal of the American Ceramic Society. - 1990. - Vol. 73. - P. 1108-1110.

164. Jiao, Z.-Y. A comparison of the electronic and optical properties of zinc-blende, rocksalt and wurtzite AlN: A DFT study / Z.-Y. Jiao, S.-H. Ma, J.-F. Yang // Solid State Sciences. - 2011. - Vol. 13. - P. 331-336.

165. Bannikov, V.V. Electronic structure and magnetic properties of hexagonal and cubic forms of aluminum nitride doped with sp-impurities (B, C, O) / V.V. Bannikov, V.S. Kudyakova, A.A. Elagin, A.R. Beketov, M.V. Baranov // Journal of Structural Chemistry. - 2016. - Vol. 42 - P. 1539-1544.

166. Feng, W. Structural stability and optical properties of AlN explored by ab initio calculations / W.Feng, S.Cui, H.Hu, W.Zhao, Z.Gong // Physica B: Condensed Matter. - 2010. - Vol. 405. - P. 555-558.

167. Паспорт электропечи ПТ-1,25-30-250. Екатеринбург: НПП "Теплоприбор", 1995.

168. Документация агрегата печного. Печь отгонки солей. Расчеты теплотехнические и электротехнические. Разработка ООО «СвердНИИхиммаш». 2004.

169. Kanawa, T. Synthesis of titanium nitride whiskers from hexafluorotitanates (IV) / T. Kanawa, A. Sugimoto, Y. Kaneko // Journal of the Ceramic Society of Japan. - 1997. - Vol. 105. - P. 11-14.

170. Раков Э. Г. Основные свойства неорганических фторидов / Составители: Раков Э. Г., Туманов Ю. Н., Бутылкин Ю. П., Цветков А. А., Велешко Н. А., Поройков Е. П. под ред. Галкина Н.П. - М.: Атомиздат, 1976. 400 с.

171. Khvostantsev, L.G. Device of toroid type for high pressure generation. / L.G. Khvostantsev, L.F. Vereshchagin, A.P. Novikov // High Temperatures-High Pressures. - 1977. - Vol.9. - P. 637-640.

172. Rafaja, D. Formation of defect structures in hard nanocomposites / Ch. Wüstefeld, D. Rafaja, V. Klemm, C. Michotte, M. Kathrein // Surface and Coatings Technology. - 2008. - Vol. 203. - P. 572-578.

173. Santana, A.E. The role of hcp-AlN on hardness behavior of Ti1-xAlxN nanocomposite during annealing / A. Santana, A. Escudeiro Karimi, V. H. Derflinger, A. Schütze // Thin Solid Films. - 2004. - Vol. 469-470. - P. 339-344.

174. Höling, A. Mechanical properties and machining performance of Ti1-xAlxN-coated cutting tools / A. Höling, L. Hultman, M. Oden, J. Sjölen, L. Karlsson // Surface and Coatings Technology. - 2005. - Vol. 191. - P. 384-392.