Закономерности структурообразования нанокомпозитного кальций-фосфатного покрытия, осаждаемого методом высокочастотного магнетронного распыления тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, доктор наук Сурменев Роман Анатольевич

• Сурменев Роман Анатольевич
• доктор наук
• 2020

Оглавление диссертации доктор наук Сурменев Роман Анатольевич

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ

1 БИОМАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ФОРМИРОВАНИЯ БИОСОВМЕСТИМЫХ ПОКРЫТИЙ

1.1 Кальций-фосфатные материалы

1.1.1 Кристаллическая структура и свойства гидроксиапатита

1.1.2 Кремнийсодержащий гидроксиапатит

1.2 Методы получения биосовместимых покрытий

1.3 Механизмы роста тонких покрытий

1.4 Остаточные микронапряжения в покрытии

1.5 Высокочастотное магнетронное распыление

1.6 Выводы по первой главе

2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1 Установка ВЧ-магнетронного распыления и режимы осаждения покрытий42

2.2 Расположение образцов на подложкодержателе относительно области эрозии мишени

2.3 Материалы, использованные в работе для осаждения покрытий

2.4 Приготовление мишеней для распыления

2.5 Методы исследований, использованные в работе

2.6 Выводы по второй главе

3 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ МИШЕНЕЙ ДЛЯ РАСПЫЛЕНИЯ, СКОРОСТИ РОСТА ПОКРЫТИЙ, ТЕМПЕРАТУРЫ ПОДЛОЖКИ, СВОЙСТВ ПЛАЗМЫ ВЧ-РАЗРЯДА И ЕЕ ВЛИЯНИЯ НА ПРОЦЕССЫ НА ПОВЕРХНОСТИ КОНДЕНСАЦИИ

3.1 Состав и структура ГА мишени

3.2 Состав и структура SiГА мишеней

3.3 Исследование температурных режимов осаждения покрытий

3.4 Спектры оптического излучения плазмы при распылении Б1ГА мишени

3.5 Сравнение спектров оптического излучения плазмы в атмосфере аргона и кислорода при распылении ГА мишени

3.6 Исследование скорости роста покрытий

3.7 Сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными

3.8 Распыление КФ покрытия в процессе осаждения

3.9 Выводы по третьей главе

4 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ, СТРУКТУРА И СВОЙСТВА КАЛЬЦИЙ-ФОСФАТНЫХ ПОКРЫТИЙ, ОСАЖДЕННЫХ МЕТОДОМ ВЫСОКОЧАСТОТНОГО МАГНЕТРОННОГО РАСПЫЛЕНИЯ

4.1 Влияние режимов осаждения на свойства ГА покрытий

4.1.1 Влияние времени напыления на морфологию и молекулярный состав покрытий

4.1.2 Влияние электрического смещения на подложке на морфологию, микроструктуру, молекулярный состав и стехиометрию покрытий

4.1.3 Сравнительный анализ свойств покрытий, осажденных в атмосфере чистого кислорода или аргона

4.1.4 Морфологические и структурные особенности покрытий, осажденных в атмосфере водяных паров

4.1.5 Зависимость элементных отношений Са/P и О/P от параметров осаждения покрытий

4.1.6 Закономерности формирования ГА покрытий в атмосфере аргона и водяных паров

4.2 Влияние режимов напыления на свойства Б1ГА покрытий

4.3 Исследование показателя преломления (плотности) покрытий

4.4 Феноменологическая модель роста покрытий в зависимости от условий осаждения

4.5 Закономерности структурообразования покрытий с учетом расширенной зонной структурной теории

4.6 Выводы по четвертой главе

5 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КФ ПОКРЫТИИ

5.1 Исследование нанотвердости и модуля Юнга покрытий

5.2 Исследование адгезионных свойств покрытий

5.3 Сравнительный анализ физико-механических свойств ГА и SirA покрытий

5.4 Расчеты работы адгезии на границе раздела покрытия и титановой подложки из первых принципов

5.5 Влияние замещения фосфатных групп анионами кремния в структуре ГА на прочность сцепления на границе раздела аморфного ГА с аморфным диоксидом титана

5.6 Выводы по пятой главе

6 МЕДИКО-БИОЛОГИЧЕСКОЕ ТЕСТИРОВАНИЕ ВЧ-МАГНЕТРОННЫХ ПОКРЫТИЙ

6.1 Влияние ВЧ-магнетронного ГА покрытия на выход никеля из NiTi

6.2 In vitro исследования Sl^ покрытий в клеточной среде MG63

6.3 Токсикологические исследования КФ покрытий in vitro

6.4 In vivo исследования ВЧ-магнетронных покрытий, осажденных на поверхность керамики Al2O3-ZrO2

6.5 Выводы по шестой главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

абс. ед. - абсолютные единицы; АТП - анодное темное пространство; а.е.м. - атомная единица массы;

ВЧ-магнетронное распыление - высокочастотное магнетронное распыление; ГА - гидроксиапатит;

ГА-покрытие -гидроксиапатитовое покрытие Са10(РО4)6(ОН)2;

Зона 1 (или область 1) - расположение образцов на подложке в области проекции

зоны эрозии мишени;

Зона 2 (или область 2) - расположение образцов на подложке вне области проекции зоны эрозии мишени; З.П. - заземленный подложкодержатель; ИК-спектроскопия - инфракрасная спектроскопия; КФ - кальций-фосфатный (кальций-фосфат); КТП - катодное темное пространство; КТР - коэффициент термического расширения; МДО - микродуговое оксидирование; МКТ - молекулярно-кинетическая теория газов; МХС - механохимический синтез; ОКР - область когерентного рассеяния; О/Р - отношение кислорода к фосфору; отн. ед. - относительные единицы; ПЭМ - просвечивающая электронная микроскопия; РФА - рентгенофазовый анализ; РЭМ - растровая электронная микроскопия; РФЭС - рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия; ТКФ - трикальций-фосфат Са3(РО4)2; ТФП - теория функционала плотности; ТеКФ - тетракальцийфосфат Са4Р2О9;

ШПВ - ширина на полувысоте (FWHM - full-width at half maximum); ЭДРА - энергодисперсионный рентгеновский анализ; Са/P - отношение кальция к фосфору; d - межплоскостное расстояние;

EPA (energy per atom), <s> - энергия, подводимая к поверхности конденсации покрытия, отнесенная к плотности потока достигающих подложку атомов; Е - энергия частицы; e - элементарный заряд; q - относительная плотность;

lsh - ширина анодного (или катодного) темного пространства;

hd - дебаевский радиус экранирования; k - постоянная Больцмана; mt - масса иона; me - масса электрона;

MPA (momentum per atom) - импульс, передаваемый бомбардирующими ионами атомам покрытия; n - показатель преломления;

Rin, R^ и Rout - внутренний, центральный и внешний радиусы области эрозии мишени, соответственно;

SirA - кремнийсодержащий гидроксиапатит; Te - температура электронов в плазме; £0 - электрическая постоянная; £ - диэлектрическая проницаемость; v - плавающий потенциал; A V - падение потенциала в анодном промежутке; V - электрическое смещение на подложке; v - потенциал плазмы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Закономерности структурообразования нанокомпозитного кальций-фосфатного покрытия, осаждаемого методом высокочастотного магнетронного распыления»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящее время для целей лечения или замещения поврежденной костной ткани применяются различные типы имплантатов, поверхность которых в течение срока службы подвергается коррозии и старению. Кроме этого взаимодействие имплантата с костной тканью может приводить к образованию фиброзной капсулы, что способствует его расшатыванию, отсутствию необходимого взаимодействия с костью, а это резко снижает срок службы им-плантата, вызывает необходимость повторного оперативного вмешательства и удорожание лечения в целом. Поэтому, модифицирование поверхностных свойств металлических имплантатов на основе титана и его сплавов (ВТ6, МТ1), нержавеющей медицинской стали (12Х18Н10Т), ряда других материалов является важной и актуальной задачей биомедицинского материаловедения.

Согласно литературным данным среди всех известных в настоящее время материалов для формирования биосовместимых покрытий на поверхности костных металлических имплантатов лидирующее место принадлежит изоморфным разновидностям ГА [1], который является наиболее совместимым по химическим, структурным, биологическим параметрам с минеральным и органическим мат-риксом костной ткани. Значительный интерес также вызывает ГА с частичным замещением Р043- групп анионами силиката ^Ю44-, SiГА). Известно, что кремний в стеклокерамике существенно влияет на механизмы остеоинтеграции [2], что доказывает перспективу применения SiГА в виде покрытия на поверхности медицинских имплантатов.

Физические механизмы формирования биосовместимых магнетронных КФ покрытий в зависимости от условий осаждения изучены не полно. В настоящее время отсутствуют феноменологические модели структурообразования ВЧ-магнетронных КФ покрытий с различной текстурой, что не допускает их широкого клинического применения. В случае SiГА покрытия также не исследованы физические механизмы влияния кремния на формирование микроструктуры и текстуры покрытия. В этой связи, изучение физических закономерностей получения

КФ пленок с заданной микроструктурой, текстурой и стехиометрией методом ВЧ-магнетронного распыления является важной задачей физики конденсированного состояния и биомедицинского материаловедения.

ВЧ-магнетронное КФ или, в частном случае, ГА покрытие является перспективным для использования в медицинской практике, так как оно обладает высокими значениями адгезионной прочности к металлической поверхности. ВЧ-магнетронное распыление мишени-катода на основе ГА или Б1ГА, содержащего в своем составе силикатные анионы (БЮ/-), обладает значительными преимуществами, важнейшим из которых является возможность получения покрытий заданного химического состава и микроструктуры на поверхности различных материалов при сохранении высокой адгезии к материалу основе.

Степень разработанности темы исследования. Для получения биосовместимого КФ покрытия к настоящему времени разработан ряд подходов и способов, наиболее распространенными из которых являются биомиметические методы, микродуговое оксидирование, ионно-плазменное напыление, электрофорез, метод лазерной абляции, золь-гель синтез, метод распыления ГА мишени ионным пучком [3]. Приведенные методы имеют как достоинства, так и ограничения, основными из которых являются несбалансированность по химическому и фазовому составу, сложность контроля микроструктуры покрытия, неудовлетворительные физико-механические свойства, что неблагоприятным образом влияет на успех имплантированных изделий, ограничивает выбор материалов для изготовления имплантатов и область их практического использования.

Значительный прогресс в получении и исследовании плазмонапыленных покрытий достигнут проф. Лясниковым В.Н. и проф. Лясниковой А.В. (СГТУ, г. Саратов), различные способы улучшения биоактивных свойств поверхности разработаны также проф. Колобовым Ю.Р. (БелГУ, г. Белгород). Одним из самых перспективных подходов для формирования ГА покрытий является ВЧ-магнетронное распыление, которое широко используется в вакуумной технологии для осаждения покрытий на основе различных непроводящих материалов [3]. ВЧ-

магнетронные покрытия, в том числе с антибактериальными свойствами, разраба-

8

тываются и исследуются на базе ТПУ (г. Томск, проф. Пичугин В.Ф) и ИФПМ СО РАН (г. Томск, проф. Ю.П. Шаркеев). Значительный вклад в изучение данного вопроса внесли также научные труды академика РАН Иевлева В.М., Костюченко А.В., член-корр. РАН Баринова С.М. Исследования биосовместимых магнетрон-ных Ть(Са,7п)-(С,К,0,Р), ТьСг-В-Ы, Ть8ьВ-Ы, Ti-B-N покрытий проводятся также в НИТУ «МИСиС» (проф. Д.В. Штанский, проф. Е.А. Левашов). Несмотря на относительно долгое использование ВЧ-магнетронного распыления для осаждения биоактивных ГА покрытий, в том числе с катионными или анионными замещениями, до сих пор отсутствуют результаты систематических исследований и не установлены закономерности получения покрытий с заранее заданными свойствами за счет изменения состава рабочей атмосферы в вакуумной камере, мощности ВЧ-разряда, отрицательного электрического смещения на подложке и температуры поверхности роста. Малоисследованным также является влияние бомбардировки ионами из плазмы ВЧ-разряда на закономерности формирования КФ покрытий с необходимыми свойствами в зависимости от режимов осаждения. Также в настоящее время отсутствуют модельные представления или феноменологические модели, определяющие основные структурные и электронные факторы, которые влияют на механизмы межатомного взаимодействия на интерфейсе подложки с керамическим КФ покрытием. Необходимость теоретических исследований с использованием компьютерного моделирования заключается, как в получении фундаментальных представлений об электронной и атомной структуре, свойствах интерфейсов и поверхностей, так и связана с развитием перспективных технологий получения новых материалов с необходимыми свойствами.

Постановка задачи исследований. Проблема биосовместимости импланта-тов с костной тканью, что может зачастую сопровождаться различными аллергическими реакциями, протеканием металлоза или даже отторжением (неуспехом) имплантатов, обуславливает необходимость и злободневность задачи модифицирования поверхностных свойств. Несмотря на значительное количество способов и подходов, применяемых для получения различных биосовместимых покрытий,

до настоящего времени остается нерешенным ряд серьезных научных вызовов,

основными из которых являются недостаточно высокая адгезия покрытий к поверхности имплантата, а также сложность контроля микроструктуры, фазового состава и текстуры покрытий.

Для метода ВЧ-магнетронного распыления характерен набор следующих ключевых свойств осаждаемых материалов: возможность получения покрытий с высокой адгезией к поверхности различных подложек с регулируемым элементным составом и микроструктурой. Однако, отсутствие научных представлений о физических механизмах формирования ВЧ-магнетронных КФ покрытий на поверхности конденсации усложняет получение воспроизводимых результатов по свойствам покрытий для различных клинических приложений.

Таким образом, основой данной диссертационной работы является изучение физических механизмов осаждения КФ покрытий на основе чистого ГА или Б1ГА с различной микроструктурой, текстурой и стехиометрией (отношением Са/Р), а также проведение анализа физико-химических и структурных свойств покрытий, осаждаемых при различных значениях отрицательного электрического смещения на подложкодержателе, плотности ВЧ-мощности, расположении образцов на подложке относительно области эрозии мишени и рабочей атмосферы в вакуумной камере (аргон, кислород, смесь аргона с атмосферой водяных паров).

Целью работы является исследование физических механизмов структурооб-разования нанокомпозитных КФ покрытий на основе ГА и Б1ГА, осаждаемых методом ВЧ-магнетронного распыления на поверхности материалов для медицинских имплантатов, и разработка феноменологической модели формирования тек-стурированных покрытий в зависимости от условий осаждения на поверхности конденсации.

Достижение поставленной цели потребовало решения следующих взаимосвязанных научных задач:

1) Изучить механизмы транспорта распыленных с поверхности катода-мишени к поверхности роста атомов фосфора и кальция и построить профили распределения распыленных атомов (в том числе по энергиям) по поверхности конденсации.

2) Исследовать механизмы осаждения ГА и SirA покрытий с различной морфологией, микроструктурой, фазовым составом, текстурой и величиной остаточных микронапряжений на поверхности роста в зависимости от основных параметров осаждения (плотность мощности ВЧ-разряда, атмосфера рабочего газа: аргон, кислород, смесь аргона с водяными парами, время осаждения, отрицательное электрическое смещение на подложке, расположение образцов на подложке относительно области эрозии мишени, температура поверхности роста).

3) Разработать феноменологическую модель роста ВЧ-магнетронных КФ покрытий, позволяющую описать механизмы осаждения покрытий с различной микроструктурой и текстурой в зависимости от условий роста на поверхности конденсации (отношение потока ионов к потоку атомов, температура поверхности роста, плотность мощности ВЧ-разряда, электрическое смещение на подложке, определяющее энергию положительных ионов).

4) Исследовать физико-механические свойства осажденных покрытий, изучить влияние атомных факторов на электронные и физико-механические свойства реконструкций интерфейсов аГА/гТЮ2 (аморфный ГА/поверхность рутила (110)) и aSirA/rTiü2 (аморфный SirA/поверхность рутила (110)): работа адгезии, механизмы образования химических связей, интегральный перенос заряда, распределение валентной зарядовой плотности, плотность электронных состояний.

5) Исследовать влияние микроструктуры КФ покрытий на высвобождение токсичных ионов Ni из поверхностных слоев NiTi в окружающую физиологическую среду. Провести медико-биологические тесты материалов с нанокомпозит-ным КФ покрытием in vitro и in vivo.

Научная новизна.

1) Установлено влияние условий ВЧ-магнетронного осаждения на свойства ГА и SirA покрытий, в частности, на микроструктуру и текстуру, отношение Са/Р, которые зависят от плотности мощности ВЧ-разряда, состава рабочей атмосферы в вакуумной камере, времени осаждения и электрического смещения на подложке. Предварительный нагрев подложки до температуры 200 °С обеспечивает формирование на начальных этапах осаждения нанокристаллического или

11

квазиаморфного беспористого слоя на интерфейсе, образование текстурирован-ных зерен <002> с минимальной энергией поверхности и зерен <112> и <211>, что приводит к формированию поликристаллической структуры с текстурирован-ными в направлении [001] клиновидностолбчатыми блоками.

2) Установлены закономерности формирования текстуры и микроструктуры ВЧ-магнетронных КФ покрытий в зависимости от соотношения между ионными и атомными потоками, достигающими поверхности роста. Рост толщины покрытий приводит к увеличению размеров зерен и ОКР, уменьшению внутренних остаточных микронапряжений, что обеспечивает получение более совершенной микроструктуры покрытий.

3) Установлено уменьшение скорости роста покрытия с увеличением отрицательного электрического смещения (З.П., 50 В; 100 В) при низких значениях

л

плотности мощности (0,14 Вт/см ) и увеличение скорости осаждения покрытия

л

при высокой (1,32 Вт/см ), что связано с протеканием конкурирующих процессов осаждения материала на поверхности роста и распылением осаждаемой пленки бомбардирующими ионами. Установлен эффект преимущественного распыления атомов фосфора в процессе роста покрытия.

4) Выявлено формирование нанокомпозитной градиентной микроструктуры ВЧ-магнетронных SiГА и ГА покрытий при изменении энергии и плотности потока, бомбардирующих поверхность роста положительных ионов, и установлено, что добавление паров воды в плазмообразующий газ - Аг в случае ВЧ-магнетронного распыления позволяет восполнить дефицит гидроксильных групп в составе покрытий, что обеспечивает повышение их структурного совершенства.

5) Разработана феноменологическая модель формирования КФ покрытия со структурой ГА в зависимости от различных условий на поверхности конденсации, а именно: температуры, электрического смещения, плотности ВЧ-мощности.

6) Установлена структура поверхности покрытия, дополняющая известные

зонные структурные модели (Торнтон, Месье, Мовчан и Демчишин, Андерс и

др.), образование которой связано с распылением осаждаемого при температуре

подложки (160 - 200) °С покрытия, вызванного бомбардировкой поверхности рос-

12

та положительными ионами с энергией порядка 100 эВ, вне зависимости от атмосферы рабочего газа (аргон, кислород).

7) Установлено, что формирование однофазных ГА покрытий зависит от выбора материалов подложки для осаждения. Эффект распыления полимера (политетрафторэтилена, PTFE) - материала-основы оказывает существенное влияние на механизмы формирования покрытия. Например, ГА покрытие не было получено ни на поверхности титана ВТ1-0, ни на поверхности РТБЕ, когда эти материалы одновременно были размещены на подложке в процессе ВЧ-магнетронного осаждения. Данные РФЭС и рентгеновской дифракции, выявили формирование кальций-карбонатного и СаР2 слоев на поверхности осаждаемых материалов. Идентичные режимы в случае одновременного осаждения на другие (металлические и/или керамические) материалы при отсутствии на подложке РТБЕ приводят к получению ГА покрытий.

8) Установлено влияние микроструктуры на механизмы разрушения КФ покрытия. Разрушение ГА покрытия в процессе скрэтч-теста происходит по когези-онному механизму и связано с отслоением покрытия от подложки вдоль направления царапания при высоких значениях нагрузки. Разрушение SiГА (1,2 ат.% или 4,6 ат.%Si) покрытий происходит по механизму пластической деформации. Полученные с помощью первых принципов результаты исследований механизмов адгезии на интерфейсе между титаном и ГА (или Б£ГА) покрытием (энергия взаимодействия, электронные свойства, природа химических связей при изменении состава, структуры поверхностей на границе раздела) качественно коррелируют с результатами экспериментальных исследований, полученных методом склерометрии.

Теоретическая значимость работы. В рамках теории функционала плотности (ОБТ) с помощью квантово-химического моделирования была исследована микроскопическая природа межфазового взаимодействия и механизмов формирования границы раздела титана с керамическим ГА и Б£ГА покрытием, что позволило получить теоретические данные, которые определяют зависимость адгезионной прочности покрытия от состава и структуры поверхности на интерфейсе.

13

Полученные теоретические и практические результаты исследований имеют важное значение для интерпретации данных механических испытаний тонких покрытий на поверхности различных подложек, а также позволяют решать задачи физики конденсированного состояния, связанные с изучением электронной и атомной структуры интерфейса между металлической поверхностью и керамическим покрытием.

Практическая значимость работы. Результаты, изложенные в диссертационной работе, вносят значительный вклад в развитие физики поверхности и тонких пленок, и биомедицинского материаловедения, заключающийся в установленных закономерностях осаждения ВЧ-магнетронных ГА и Б1ГА покрытий с определенной микроструктурой, текстурой, стехиометрией и физико-механическими свойствами. Совокупность полученных теоретических расчетов и экспериментальных данных:

- расширяет представления о механизмах формирования микроструктуры, текстуры и фазового состава КФ покрытий методом ВЧ-магнетронного распыления;

- показывает необходимость учитывать влияние ионной бомбардировки поверхности конденсации на изменение микроструктуры и текстуры КФ пленок, а также изменение стехиометрии вследствие преимущественного распыления атомов фосфора из покрытия в процессе осаждения;

- позволяет установить физико-механические свойства и механизмы разрушения нанокомпозитного КФ покрытия;

- позволяет объяснить на основе результатов первопринципных расчетов влияние силикатных анионных групп, замещающих фосфатные группы в структуре ГА пленки, на физические механизмы изменения адгезионной прочности покрытия на интерфейсе подложка - покрытие.

Отработаны способы ВЧ-магнетронного осаждения ГА или SiГА покрытий с

различным отношением Са/Р и Ca/(P+Si), заключающиеся в механохимическом

синтезе порошков-прекурсоров состава Са10(РО4)6-х(8Ю4)х(ОН)2-х (х=0; 0,5; 1,72);

подготовке керамических мишеней для распыления и формировании ВЧ-

14

магнетронных покрытий. Предложенные в диссертационном исследовании подходы, выявленные закономерности, а также установленное влияние ионно-стимулированного осаждения, позволяют формировать биосовместимые КФ покрытия с определенными заранее заданными свойствами и могут эффективно использоваться для ВЧ-магнетронного напыления других видов покрытий.

Биологические исследования in vitro позволили оценить биосовместимость ВЧ-магнетронных КФ покрытий, а также их соответствие токсикологическим и санитарно-химическим требованиям, предъявляемым к изделиям биомедицинского назначения. Установлено, что покрытия способствуют адгезии, пролиферации и дифференцировки клеток в остеогенном направлении в условиях in vivo.

Положения, выносимые на защиту:

1) Увеличение отношения Са/Р зависит от повышения отрицательного электрического смещения на подложке, приводящего к увеличению плотности потока положительных ионов из плазмы, распыляющих преимущественно фосфор из формируемого КФ покрытия.

2) Формирование микроструктуры в ГА покрытии: «нитевидной» микроструктуры со смешанной текстурой <112>+<002> или клиновидно-столбчатой микроструктуры с выраженной текстурой <002> или <300> зависит от нагрева поверхности конденсации плазмой ВЧ-разряда и времени осаждения. Введение водяного пара в состав рабочего газа снижает степень дегидроксилации покрытия и улучшает совершенство его структуры.

3) Структура поверхности КФ покрытия, осаждаемого при температуре подложки (160 - 200) °С, что существенно ниже температуры плавления ГА, дополняет известные зонные модели структуры покрытий и определяется ионной бомбардировкой поверхности конденсации положительными ионами с энергией порядка 100 эВ, приводящей к распылению покрытия в процессе роста, преимущественному вытравливанию квазиаморфной или нанокристаллической фазы покрытия и к формированию на поверхности поликристаллических зерен без выраженной текстуры роста.

4) Феноменологическая модель роста и микроструктурных преобразований объясняет особенности структуры осаждаемого ВЧ-магнетронного КФ покрытия, заключающиеся в образовании на начальных этапах осаждения квазиаморфной или нанокристаллической фазы с последующим формированием клиновидно-столбчатой микроструктуры с ростом толщины покрытия и увеличением поперечного размера зерен. При этом увеличение соотношения между ионным и атомным потоками, достигающими поверхности конденсации, приводит к преимущественному распылению атомных плоскостей (001) покрытия по сравнению с плоскостями (100).

5) Уменьшение размера зерен и снижение адгезионной прочности определяются увеличением содержания кремния в ГА покрытии или плотности потока положительных ионов из плазмы в направлении поверхности конденсации, которые приводят к увеличению остаточных внутренних микронапряжений.

Достоверность полученных результатов исследований и новизна научных положений подтверждается обоснованной постановкой цели и задач диссертационного исследования, использованием современных экспериментальных и теоретических методов, необходимым и достаточным объемом полученных теоретических и экспериментальных результатов работы, глубиной их проработки и сопоставлением с известными в литературе.

Личный вклад автора. Результаты теоретических и экспериментальных исследований, которые приведены в данной диссертационной работе, получены при активном участии автора, под его непосредственным руководством или им лично, в частности, постановка цели и задач, выбор способов и средств их достижения, обсуждение, анализ и интерпретация полученных научных результатов теоретических и экспериментальных исследований.

Апробация работы. Основные результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на следующих конференциях и симпозиумах: Workshop «Prevention of microbial contamination of biomaterials for tissue regeneration and wound healing» (Ланкастер, 2018); Workshop on «Smartmaterials and technologies» (Томск, 2017); iPlasma Nano-VIII (Антверпен, 2017); 20th International

16

Vacuum Congress (Pusan, 2016); 8th Conference of the Scandinavian Society for Biomaterials (Riga, 2015); 14th International Conference on Plasma Surface Engineering (Garmisch-Partenkirchen, 2014); 16th International Conference of Thin Film (Dubrov-nik, 2014); International Conference on Processing and Manufacturing of Advanced Materials (Las Vegas, 2013); 19th International Vacuum Congress (Paris, 2013); III Всероссийской молодёжной конференции «Функциональные наноматериалы и высокочистые вещества» (Москва, 2012); XI Международной научной конференции «Химия твердого тела: наноматериалы, нанотехнологии» (Ставрополь, 2012); 24th European Conference on Biomaterials (Dublin, 2011); Всероссийской конференции по наноматериалам «НАН0-2011» (Москва, 2011); Всероссийской научно-практической конференции "Новые технологии создания и применения биокерамики в восстановительной медицине" (Томск, 2010); The second International Symposium on Plasma Nanoscience (iPlasmaNano-II) (Sydney, 2010); The third international conference on plasma medicine (ICPM-3) (Greifswald, 2010); Международной конференции «Перспективы развития фундаментальных наук» (Томск, 2008, 2009, 2010); Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2008, 2009, 2010); The 8th World Biomaterials Congress (Amsterdam, 2008); The 9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows (Tomsk, 2008); International Symposium "Biomaterials and Biomechanics" (Essen, 2008, 2009); XIII - XIV Международной научно-практической конференции «Современные техника и технологии» (Томск, 2007, 2008); Всероссийской научно-практической конференции "Новые технологии создания и применения биокерамики в восстановительной медицине" (Томск, 2007); IV международной научной конференции "Радиационно-термические эффекты и процессы в неорганических материалах" (Томск, 2004); Всероссийской школе-семинаре "Новые материалы. "Создание, структура, свойства" (Томск, 2004, 2007); Международной конференции «Радиационная физика и химия неорганических материалов» (Томск, 2003) и т.д.

Методология и методы исследования. В диссертационном исследовании

использовались следующие экспериментальные методы для изучения свойств

17

осажденных ВЧ-магнетронных КФ покрытий: спектральная эллипсометрия, растровая электронная микроскопия (РЭМ), просвечивающая электронная микроскопия (ПЭМ), рентгенофазовый анализ (РФА), рентгеновская рефлектометрия, рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (РФЭС). Расчеты профиля распределения (в том числе по энергиям) осажденных на поверхности подложки атомов были выполнены с использованием метода Монте-Карло. Физико-механические свойства покрытий исследовались с помощью методов динамического наноин-дентирования (нанотвердость, модуль Юнга) и склерометрии (адгезионная прочность). Исследование адгезии биосовместимого КФ покрытия к поверхности титана ВТ1-0 было выполнено с помощью моделирования на основе первых (ab initio) принципов (теория функционала плотности (ТФП)) в лицензионном пакете Vienna Ab-initio Simulation Package (VASP 4.6). Все расчеты энергии взаимодействия и электронной структуры рассматриваемых систем были проведены с помощью метода проекционных присоединенных волн (PAW) при использовании обобщенного градиентного приближения PBE для обменно-корреляционного функционала. Дисперсионные поправки были учтены в VASP с помощью метода DFT-D3. Построение оптимизированных в VASP элементарных решёток расчётных поверхностей осуществлялось в программном пакете ADF (Amsterdam Density Functional). Перспективные реконструкции интерфейсов и аморфизация поверхностей, использованных для первопринципных расчётов, выполнялись в пакете ReaxFF. Атомные структуры были визуализированы с помощью программы VESTA-3. Биологические исследования in vitro КФ покрытий проводились с использованием стандартных тестов (МТТ), а исследования in vivo проводились в соответствии со стандартными этическими требованиями.

Связь работы с Государственными программами и НИР. Работа выполнялась в рамках научных проектов и программ: госзадание «Наука» №11.1233.2017/4.6 «Исследование физических механизмов получения новых типов композитных скэффолдов с пьезоэлектрическим эффектом и поверхностным потенциалом для регенеративной медицины» (2017 г.), №11.7293.2017/8.9 «Исследование структурных изменений и физических механизмов коррозии поверх-

18

ности резорбируемых сплавов магния в результате ионно-плазменного воздействия» (2017 г.); проект РНФ 14-13-00274 «Конструирование функционально-модифицированых градиентных биокерамических покрытий для направленного регулирования скорости резорбции» (2014-2016 гг.); госзадание «Наука» №1359 «Исследование структурных изменений и физических механизмов коррозии поверхности резорбируемых сплавов магния в результате ионно-плазменного воздействия» (2014-2016 гг.).

Список литературы диссертационного исследования доктор наук Сурменев Роман Анатольевич, 2020 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. LeGeros, R.Z. Dense hydroxyapatite / R.Z. LeGeros, J.P. LeGeros, L.L. Hench, J. Wilson: An Introduction to Bioceramics; Singapore: World Scientific, 1993. -P. 139-180.

2. Best, S.M. Bioceramics: Past, present and for the future / S.M. Best, A.E. Porter, E.S. Thian, J. Huang // Journal of the European Ceramic Society. - 2008. - Vol. 28, № 7. - P. 1319-1327.

3. Surmenev, R.A. Significance of calcium phosphate coatings for the enhancement of new bone osteogenesis - a review / R.A. Surmenev, M.A. Surmeneva,

A.A. Ivanova // Acta Biomaterialia - 2014. Vol. 10, №2. - P. 557-579.

4. Dorozhkin, S. Calcium orthophosphate coatings, films and layers / S. Dorozhkin // Progress in Biomaterials. - 2012. - Vol. 1. - P. 1-40.

5. Вересов, А.Г. Химия неорганических биоматериалов на основе фосфатов кальция / А.Г. Вересов, В.И. Путляев, Ю.Д. Третьяков // Российский химический журнал. - 2004. - Т. XLIII, №4. - C. 52-64.

6. Posner, A. S. Refinement of the hydroxyapatite structure / A. S. Posner, A. Perloff, A. F. Diorio // Acta Crystallographica. - 1958. - Vol. 11, № 4. - P. 308-309.

7. Ma, X. Initial stages of hydration and Zn substitution/occupation on hydroxyapatite (0001) surfaces / X. Ma, D. E. Ellis // Biomaterials. - 2008. - Vol. 29, № 3. - P. 257-265.

8. Narasaraju, T. S. B. Some physico-chemical aspects of hydroxylapatite / T. S.

B. Narasaraju, D. E. Phebe // Journal of Materials Science. - 1996. - Vol. 31, № 1. - P. 1-21.

9. Kanazawa, T. Inorganic Phosphate Materials: Materials Science Monograph, ed. // T. Kanazawa. Tokyo: Kodansha; Amsterdam: Elsevier, 1989. - Vol. 52. - 247 p.

10. Arcos, D. Silicon doped hydroxyapatites / D. Arcos, J. Rodriguez-Carvajal, M. Vallet-Regi // Structures and Phase Transitions. - 2004. - P. 16-17.

11. Neumann, M. Composites of Calcium Phosphate and Polymers as Bone Substitution Materials / M. Neumann, M. Epple // European Journal of Trauma, -2006. - Vol. 32, №2. - P. 125-131.

12. Tkalcec, E. Sol-gel-derived hydroxyapatite powders and coatings / E. Tkalcec, M. Sauer, R. Nonninger, H. Schmidt // Journal of Materials Science. - 2001. -Vol. 36, № 21. - P. 5253-5263.

13. Sun, L. Material Fundamentals and Clinical Performance of Plasma-sprayed Hydroxyapatite coatings / L. Sun, C.C. Berndt, K.A. Gross, A.J. Kucuk // Journal of Biomedical Materials Research. - 2001. - Vol. 58, №5. - P. 570-592.

14. Nelea, V. Hydroxyapatite thin films grown by pulsed laser deposition and radio-frequency magnetron sputtering: comparative study / V. Nelea, C. Morosanu, M. Iliescu, I.N. Mihailescu // Appl. Surf. Sci. - 2004. - Vol. 228, № 1-4 - P. 346-356.

15. Electrodeposition of hydroxyapatite coatings in basic conditions / M. Manso, C. Jimenez, C. Morant [et al.] // Biomaterials. - 2000. - Vol. 21, №17. - P. 1755-1761.

16. Hamdi, M. Calcium phosphate coatings: A comparative study between simultaneous vapor deposition and electron beam deposition techniques / M. Hamdi, Ari-Ide Ektessabi // Surface & Coatings Technology. - 2006. - Vol. 201, № 6. - P. 3123-3128.

17. Шашкина, Г.А. Формирование биокерамических покрытий с высоким содержанием кальция на титане / Г.А. Шашкина, Ю.П. Шаркеев, Ю.Р. Колобов // Перспективные материалы. - 2005. - Т. 1. - С. 41-46.

18. Flade, K. Osteocalcin-controlled dissolution-reprecipitation of Ca-P under biomimetic conditions / K. Flade, C. Lau, M. Mertig, W. Pompe // Chemystry of Matereals. - 2001. -Vol. 13, №10. - P.3596-3602.

19. Ong, J.L. Structure, solubility and bond strength of thin calcium phosphate coatings produced by ion beam sputter deposition / J.L. Ong, L.C. Lucas, W.R. Lacefieldtand, E.D. Rigneyt // Biomaterials. - 1992. - Vol. 13, №4. - P. 249-254.

20. Multifunctional biocompatible nanostructured coatings for load-bearing implants / D.V. Shtansky, E.A. Levashov, I.Y Zhitnyak [et al.] // Surface & Coatings

Technology. - 2006. - Vol. 201, № 7. - P. 4111-4118.

269

21. Boyd, A.R. Surface characterisation of the evolving nature of radio-frequency (RF) magnetron sputter deposited calcium phosphate thin films after exposure to physiological solution / A.R. Boyd, B.J. Meenan, N.S. Leyland // Surface&Coatings Technology. - 2006. - Vol. 200, №20-21. - P. 6002-6013.

22. Нанесение покрытий на титан методом распыления таблетированного карбонат-гидроксиапатита в плазме ВЧ-разряда / Хамчуков, Ю.Д., Клубович, В.В., Потапенко, И.П. [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 1998. -Т. 1. - С. 55-59.

23. Применение высокочастотного магнетронного распыления для формирования на поверхности титана тонких кальций-фосфатных биосовместимых покрытий / В.Ф. Пичугин, Е.В. Ешенко, Р.А. Сурменев [и др.] // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. - 2007. - Т. 11. - С. 67-72.

24. Venables, J.A. Nucleation and growth of thin films / J.A. Venables, G.D.T. Spiller, M. Hanbucken // Reports on Progress in Physics. - 1984. - Vol.47, №4. - P. 399.

25. Greene, J.E. Thin Film Nucleation, Growth, and Microstructural Evolution: An Atomic Scale View, in Handbook of Deposition Technologies for Films and Coatings (Third Edition), P.M. Martin, Editor. - 2010. - P. 554-620.

26. Мовчан, Б.А. Исследование структуры и свойств толстых вакуумных конденсатов никеля, титана, вольфрама, окиси алюминия и двуокиси циркония / Б.А. Мовчан, А.В. Демчишин // Физика металлов и металловедение, -1969. -Т. 28, №4. - P. 23-30.

27. Thornton, J.A., Influence of apparatus geometry and deposition conditions on the structure and topography of thick sputtered coatings / J.A. Thornton // Journal of Vacuum Science & Technology. - 1974. - Vol. 11, №4. - P. 666-670.

28. Mahieu, S. Biaxial alignment in sputter deposited thin films. PhD thesis, University of Ghent, 2006

29. Mahieu, S. Biaxial alignment in sputter deposited thin films / S. Mahieu, P. Ghekiere, D. Depla, R. Gryse // Thin Solid Films, - 2006. - Vol. 515, №4. - P. 12291249.

30. Messier, R., Gin A.P., Roy R.A., Revised structure zone model for thin film physical structure. J. Vac. Sci. Technol. A. - 1984. - Vol. 2. P. 500-503.

31. Knepper, R.A. Thin Film Morphology at Low Adatom Mobilit / R.A. Knepper, R. F. Messier.// Proceedings of SPIE - The International Society for Optical. -2001.

32. Daniel, R. The origin of stresses in magnetron-sputtered thin films with zone T structures / R. Daniel, K.J. Martinschitz, J. Keckes, C. Mitterer // Acta Materialia. -2010. - Vol. 58. - P. 2621-2633.

33. Черезова, Л.А. Ионно-лучевые методы в оптической технологии / Л.А. Черезова. - СПб. : СПб ГУ ИТМО, 2007. - 151 с.

34. Harsha, K.S. Principles of vapor deposition of thin films / K.S. Harsha. -Elsevier, 2005. - 1159 р.

35. Han, S.H. Influence of argon pressure on the composition of Co-early transition metal films fabricated by r.f. magnetron sputtering in the composite target mode / S.H. Han, H.J. Kim, I.K. Kang, J.J. Lee // Journal of Materials Science, - 1993. -Vol. 28, №12. - P. 3267-3271.

36. Horwitz, C.M., Rf sputtering-voltage division between two electrodes / C.M. Horwitz // Journal of Vacuum Science & Technology A, - 1983. - Vol.1, №1. - P. 6068.

37. Van Dijk, K. RF magnetron sputter deposition and characterization of Ca5 (PO4)3OH-coatings Ph.D thesis, 1997.

38. Майселл, Л., Глэнг, Р., Технология тонких пленок / Л. Майселл, Р. Глэнг. - Москва: Советское радио. 1977. Т.1. - 664c.

39. Поут, Дж.М. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и электронными пучками / Под ред. Дж. М. Поута и др. Пер. с англ. под ред. А.А. Углова. - Москва: Машиностроеине, 1987. - 424c.

40. Машков, Е.С., Фундаментальные и прикладные аспекты распыления твердых тел / Е.С. Машков. М. Мир, 1989. - 349c.

41. Зенгуил, Э., Физика поверхности / Э. Зенгуил. М.: Мир. 1990. - 536 c.

42. Energy dependence of the ion-induced sputtering yields of monatomic solids / N. Matsunami, Y. Itikawa, N. Itoh [et al.] // Atomic Data and Nuclear Data Tables. -1984. - Vol. 31, № 1. - P. 1-80.

43. Depla, D. Magnetrons, reactive gases and sputtering / D. Depla. - Lulu.com, 2015.

44. Chao, S. Angular distribution of the sputtered atoms from TbFeCo targets / S. Chao, T.-R. Jeng, V.-S. Lo, D.-R. Huang, T.-C. Hsiao // Journal of Applied Physics. -

1993. - Vol.74, №9. - P. 5354-5359.

45. Бериш, Р., Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. Вып. 2. / Р. Бериш. - Москва: Мир, 1986. - 488 c.

46. Gudmundsson, J.T. Model and measurements for a planar inductive oxygen discharge / J.T. Gudmundsson, M. A. Lieberman // Plasma Sources Science and Technology. - 1998. - Vol.7, №1. - P. 1-12.

47. Characterization of an Oxygen Plasma by Using a Langmuir Probe in an Inductively Coupled Plasma / J.-S. Kim, G.-H. Kim, T.-H. Chung [et al.] // Journal of the Korean Physical Society. -2001. - Vol. 38, № 3. - P. 259-263.

48. Lieberman, M.A., Lichtenberg, A.J., Principles of Plasma Discharges and Materials Processing / M.A. Lieberman, A.J. Lichtenberg. New York: Wiley&Sons,

1994. - 565 p.

49. Mitchell, J.B.A. The Dissociative Recombination of Molecular Ions / J.B.A. Mitchell // Physics Reports. 1990. - Vol.186, № 5. - P. 215-248.

50. Jung, M.J. Polycrystalline Si thin film growth on glass using pulsed d.c. magnetron sputtering / M.J. Jung, Y.M. Jung, L.R. Shaginyan, J.G. Han // Thin solid films. - 2002. - Vol. 420-421. - P. 429-432.

51. Preferential orientation of titanium carbide films deposited by a filtered cathodic vacuum arc technique / X.-z. Ding, B.K. Tay, H.S. Tan [et al.] //

Surface&Coatings Technology. - 2001. - V. 138, №. 2-3. - P. 301-306.

272

52. Mechanical characterization of reactively magnetron-sputtered TiN films / F. Vaz, P. Machado, L. Rebouta [et al.] // Surface&Coatings Technology. - 2003. - V. 174-175. - P. 375-382.

53. Improvement of Zr film purity by using a purified sputtering target and negative substrate bias voltage / J.-W. Lim, J.W. Bae, Y.F. Zhu [et al.] // Surface&Coatings Technology. - 2006. - V. 201, № 3-4. - P. 1899-1901.

54. The effect of bombarding conditions on the properties of multifunctional Ti-C-O thin films grown by magnetron sputtering / A.C. Fernandes, L. Cunha, C. Moura [et al.] // Surface&Coatings Technology. - 2007. - V. 202. - N. 4-7. - P. 946-951.

55. Forniés, E. Growth of CrNx films by DC reactive magnetron sputtering at constant N2/Ar gas flow / E. Forniés, R.E. Galindo, O. Sánchez., J.M Albella // Surface&Coatings Technology. - 2006. - Vol. 200, №. 20-21. - P. 6047-6053.

56. Alfonso, J.E. Influence of the Substrate Bias Voltage on the Crystallographic Structure and Surface Composition of Ti6Al4V Thin Films Deposited by rf Magnetron Sputtering / J.E. Alfonso, J. Torres, J.F. Marco // Brazilian Journal of Physics. - 2006. -V. 36, № 3B. - P. 994 - 996.

57. Smith, D.L. - Thin-film deposition principles&practice / D.L. Smith. New York: McGraw-Hill, 1995. - 616 p.

58. Чистяков, В.С. Краткий справочник по теплотехническим измерениям / В.С. Чистяков. - Москва: Энергоатомиздат, 1990. 320 p.

59. Plasma surface modification of magnesium alloy for biomedical application / J. Yang, F.-Z. Cui, I.S. Lee [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2010. - Vol. 205. - P. S182-S187.

60. Influence of discharge power level on the properties of hydroxyapatite films deposited on Ti6Al4V with RF magnetron sputtering / K. Van Dijk, H.G. Schaeken, J.G.C. Wolke [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research. - 1995. - Vol. 29№2. - P. 269-276.

61. Study of the surface characteristics of magnetron-sputter calcium phosphate coatings / J.G.C. Wolke, K. van Dijk, H.G. Schaeken [et al.] // Journal of Biomedical

Materials Research. - 1994. - Vol. 28, №12. - P. 1477-1484.

273

62. Automated power complex for pulse surface treatment of materials by electron beam / N.N. Koval, N.S. Sochugov, V.N. Devjatkov [et al.] // Изв. вузов. Физика. - 2006. - Vol. 8. - P. 51-54.

63. C-texture versus a-texture low pressure metalorganic chemical vapor deposition ZnO films: Lower resistivity despite smaller grain size / L. Fanni, A.B. Aebersold, D. Alexander [et al.] // Thin Solid Films, - 2014. - Vol. 565. - P. 1-6.

64. CRC Handbook of Chemistry and Physics, Internet Version 2005 / David R. Lide, ed., http://www.hbcpnetbase.com, CRC Press, Boca Raton, FL. - 2005.

65. Oliver, W.S. An improved technique for determining hardness and elastic-modulus using load and displacement sensing indentation experiments / W.S. Oliver, G.M Pharr // Journal of Materials Research. - 1992. - Vol. 7, № 6. - P. 1564-1583.

66. Spectroscopic ellipsometry and polarimetry for materials and systems analysis at the nanometer scale: state-of-the-art, potential, and perspectives / M. Losurdo, M. Bergmair, G. Bruno // Journal of Nanoparticle Research. - 2009. - Vol. 11, № 7. - P. 1521-1554.

67. Tompkins, H. Handbook of ellipsometry / H. Tompkins, E.A. Irene. W. Andrew. New York: Elsevier, 2005. - 886 p.

68. Van Aeken, K. The metal flux from a rotating cylindrical magnetron: a Monte Carlo simulation / K. Van Aeken, S. Mahieu, D. Depla // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2008. - Vol. 41, № 20. - P. 205-307.

69. Monte Carlo simulation of the transport of atoms in DC magnetron sputtering / S. Mahieu, G. Buyle, D. Depla [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section B: Beam Interactions with Materials and Atoms. - 2006. - Vol. 243, №2. - P. 313-319.

70. Прогнозирование эрозии мишени магнетронных распылительных систем / Д.А. Голосов, С.Н. Мельников, С.П. Кундас, А.П. Достанко // Проблемы физики, математики и техники. - 2010. - Т.2, №3. - С. 62-67.

71. Behrisch, R. Sputtering by particle bombardment / R. Behrisch, K. Wittmaack (ed.). - Berlin : Springer, 1983. - Vol. 3.

72. Depla, D. Magnetron sputter deposition as visualized by Monte Carlo modeling / D. Depla, W.P. Leroy // Thin Solid Films. - 2012. - Vol. 520, № 20. - P. 6337-6354.

73. McDaniel, E.W., Collision phenomena in ionized gases., New York Wiley Series in Plasma Physics, Wiley, 1964. - 775 p.

74. Ландау, Л.Д. Teopera4ecKaH физика: в 10 т. / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц // Механика. М.: Наука, 1973. - Т. 208.

75. Van Gunsteren, W. F. Computer simulation of molecular dynamics: Methodology, applications, and perspectives in chemistry / W. F. van Gunsteren, H. J. Berendsen // Angewandte Chemie: Int. Ed. - 1990. - Vol. 29, № 9. - P. 992-1023.

76. Fock, V. Näherungsmethode zur Lösung des quantenmechanischen Mehrkörperproblems // Zeitschrift für Physik. - 1930. - Bd. 61, № 1-2. - S. 126-148.

77. Hartree, D.R. The wave mechanics of an atom with a non-Coulomb central field. Pt. I. Theory and methods // Mathematical Proceedings of the Cambridge Philosophical Society. -1928. - Vol. 24, № 1. - P. 89-110.

78. Jones, R.O. The density functional formalism, its applications and prospects / R. O. Jones, O. Gunnarsson // Reviews of Modern Physics. - 1989. - Vol. 61, № 3. - P. 689-746.

79. Burke, K.A guided tour of time-dependent density functional theory / K. Burke, E. K. U. Gross // Density Functionals: Theory and Applications: Proc. 10th Chris Engelbrecht Summer School in Theoretical Physics / ed. by Daniel P. Joubert. -Berlin; Heidelber: Springer, 1998. - P. 116-146. - (Springer Lecture Notes in Physics; Vol. 500).

80. Gross, E.K. U. Density-functional theory of time-dependent phenomena / E. K. U. Gross, J. F. Dobson, M. Petersilka // Density Functional Theory / ed. by R. F. Nalewajski. - Berlin; Heidelberg: Springer-Verl., 1996. - P. 81-172. - (Topics in Current Chemistry; Vol. 181).

81. Martin, R.M. Electronic structure: basic theory and practical methods / R. M. Martin. - Cambridge: Cambridge University Press, 2004. - 624 p.

82. Perdew, J.P. Density functionals for non-relativistic coulomb systems / J. P. Perdew, S. Kurth // Density Functionals: Theory and Applications: Proc. 10th Chris Engelbrecht Summer School in Theoretical Physics / ed. by Daniel P. Joubert. - Berlin; Heidelberg: Springer, 1998. - P. 8-59. - (Springer Lecture Notes in Physics; Vol. 500).

83. Parr, R.G. Density functional theory of atoms and molecules / R. G. Parr, W. Yang. - Oxford: Oxford University Press, 1989. - 333 p.

84. Dreizler, R.M. Density functional theory / R. M. Dreizler, E. K. V. Gross. -Berlin : Springer Verl., 1990. - 302 p.

85. Density functional theory / Eds.: E. K. U. Gross, R. M. Dreizler. - N. Y. : Springer US, 1995. - 690 p. - (NATO Series B: Physics; Vol. 337).

86. Kresse, G. From ultrasoft pseudopotentials to the projector augmentedwave method / G. Kresse, D. Joubert // Physical Review B. - 1999. - Vol. 59, № 3. - P. 17581775.

87. Kresse, G. Norm-conserving and ultrasoft pseudopotentials for first-row and transition elements / G. Kresse, J. Hafner // Journal of Physics: Condensed Matter. -1994. - Vol. 6, № 40. - P. 8245-8257.

88. Kresse, G. Efficient iterative schemes for ab initio total-energy calculations using a plane-wave basis set / G. Kresse, J. Furthmüller // Physical Review B. - 1996. -Vol. 54, № 16. - P. 11169-11186.

89. Kresse, G. Ab initio molecular dynamics for liquid metals / G. Kresse, J. Hafner // Physical Review B. - 1993. - Vol. 47, № 1. - P. 558-561.

90. Грубова, И.Ю. Первопринципное исследование механизмов межатомного взаимодействия на границе раздела титан-кальций-фосфатное покрытие. Санкт-Петербургский государственный университет: Санкт-Петербург, 2019. - P. 251.

91. Сурменев, Р.А. Формирование биосовместимых кальций-фосфатных покрытий методом высокочастотного магнетронного распыления : автореф. дис. ... канд. физ.-мат. наук / Р.А. Сурменев. - Томск : Томский политехнический университет, 2008. - 20 с.

92. Эппле, М. Биоматериалы и биоминерализация [Текст] / М. Эппле; пер. с нем. под ред. В.Ф. Пичугина, Ю.П. Шаркеева, И.А. Хлусова. - Томск: Ветер, 2007. - 137 с.

93. Klee, W.E. IR spectra of the phosphate ions in various apatites / W.E. Klee, G. Engel // Journal of Inorganic and Nuclear Chemistry. - 1970. - Vol. 32, № 6. - P. 1837-1843.

94. González-Díaz, P.F. On the hydroxyl ions in apatites / P.F. González-Díaz, M. Santos // Journal of Solid-State Chemistry. - 1977. - Vol. 22, № 2. - P. 193-199.

95. Takadama, H. XPS study of the process of apatite formation on bioactive Ti-6Al-4V alloy in simulated body fluid / H. Takadama, H M Kim, T. Kokubo, T. Nakamura// Science and Technology of Advanced Materials. - 2001. - Vol. 2, № 2. -P. 389-396.

96. XPS study of apatite-based coatings prepared by sol-gel technique / S. Kaciulis, G. Mattogno, L. Pandolfi [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 1999. - Vol. 151, № 1. -P. 1-5.

97. Сурменева, М.А. Закономерности формирования, структурные особенности и свойства покрытий на основе фосфатов кальция, полученных ВЧ-магнетронным осаждением : дис. ... канд. физ.-мат. наук / М.А. Сурменева. -Томск, 2012. - 158 с

98. Баринов, С.М. Биокерамика на основе фосфатов-кальция / С.М. Баринов, В.С. Комлев. - Москва: Наука, 2005. - 204 с.

99. Данильченко, С.Н. Структура и свойства апатитов кальция с точки зрения биоминералогии и биоматериаловедения / С.Н. Данильченко // Вюн. СумДУ, Сер.: Фiзика, математика, мехашка. - 2007. - № 2. - С. 33-58.

100. Vallet-Regi, M., Ceramics for medical applications/ M. Vallet-Regi // Journal of the Chemical Society, Dalton Transactions 2001. - Vol.2. - P. 97-108.

101. Silicon-substituted hydroxyapatite ceramics (Si-HAp): densification and grain growth through the prism of sintering theories / V. Putlayev, A. Veresov, M. Pulkin [et al.] // Mat.-wiss. u. Werkstofftech. - 2006. - Vol. 37, №6. - P. 416-421.

102. Pietak, A.M., Reid J.W., Stott M.J., Sayer M., Silicon substitution in the calcium phosphate bioceramics / A.M. Pietak, J.W. Reid, M.J. Stott, M. Sayer // Biomaterials, - 2007. -Vol. 28. - P. 4023 - 4032.

103. Gibson, I. R. Chemical characterization of silicon-substituted hydroxyapatite / I. R. Gibson, S. M. Best, W. Bonfield // Journal of Biomedical Materials Research. Pt.

A. - 1999. - Vol. 44, № 4. - P. 422-428.

104. Structure and composition of silicon-stabilized tricalcium phosphate / M. Sayer, A.D. Stratilatov, J. Reid [et al.] // Biomaterials. - 2003. Vol. 24. - P. 369-382.

105. Mekki-Berrada, M.K. Synthesis of Si-substituted beta-tricalcium phosphate ceramics with controlled composition / M.K. Mekki-Berrada, C. Damia, E. Champion // Key Eng. Mater., 2009. 396-398: Bioceramics. - 2009. - Vol. 21. - P. 165-168.

106. Elliott, C. Structure and Chemistry of Apatite and Other Calcium Orthophosphates / C. Elliott. - Amsterdam; London; New York; Tokyo : Elsevier. 1994. - 389p.

107. The preparation of calcium phosphate coatings on titanium and nickeltitanium by rf-magnetron sputtered deposition: composition, structure and micromechanical properties / V.F Pichugin, R.A. Surmenev, E.V. Shesterikov [et al.] // Surface & Coatings Technology. - 2008. - Vol. 202, №16. - P. 3913-3920.

108. Зависимость свойств магнетронных Са-Р покрытий, сформированных из плазмы ВЧ-разряда, от параметров напыления / Р.А. Сурменев, М.А. Сурменева, К.Е. Евдокимов [и др.] // Физика и химия обработки материалов. - 2010. - Vol.4. -P. 57-65.

109. Урусов, В.С. Теория изоморфной смесимости / В.С. Урусов. М.: Наука, 1977. - 235 c.

110. Ratner, B. Biomaterials Science: An Introduction to Materials in Medicine /

B. Ratner, A. Hoffman, F. Schoen, J. Lemons. New York: Elsevier, 2004. - 851 p.

111. The influence of the deposition parameters on the properties of an rf-magnetron-deposited nanostructured calcium phosphate coating and a possible growth mechanism / R.A. Surmenev, M.A. Surmeneva, K.E. Evdokimov [et al.] // Surface and

coatings technology. - 2011. - Vol. 205, № 12. - P. 3600-3606.

278

112. A study on functionally graded HA coatings processed using ion beam assisted deposition with in situ heat treatment / A. Rabiei, B. Thomas, C. Jin [et al.] // Surface and Coatings Technology. - 2006. - Vol. 200№ 20-21. - P. 6111-6116.

113. Silicon-substituted hydroxyapatite thin films: Effect of annealing temperature on coating stability and bioactivity / E.S. Thian, J. Huang, S.M. Best [et al.] // J. Biomed. Mat. Res. Part A. - 2006. - Vol. 78A, №1. - P. 121-128.

114. Xu, G. Continuous Crystalline Carbonate Apatite Thin films. A biomimetic Approach / G. Xu, I. Aksay, J. Groves // Jornal American Chemical Society. - 2001. -Vol. 123, №10. - P.2196-2203.

115. National Institute of standards and Technology [Electronic resource]. Mode of access: URL: http: //www.nist.gov/index.html.

116. Gabbi, C. Physico-chemical consideration of Ti as a biomaterial / C. Gabbi, B. Locardi // Clin. Mater. - 1992. - Vol. 9. - P. 115 - 134.

117. Hydroxyapatite pulsed laser deposition thin films behaviour when submitted to biological simulated tests / S. Grigorescu, C. Ristoscu, G. Socol, [et al.] // Romanian Reports in Physics. - 2005. - Vol. 57, №4. - P. 1003-1010.

118. Andersson, J.M. Energy distributions of positive and negative ions during magnetron magnetron sputtering of an Al target in Ar/O2 mixtures / J.M. Andersson, E. Wallin, E.P. Münger, U. Helmersson, // J. Appl. Phys. - 2006. - Vol.100, №3. - P. 033305.

119. Nakata, K. Excimer laser ablation of sintered hydroxyapatite / K. Nakata, M. Umehara, T. Tsumura // Surface & Coatings Technology. - 2007. - Vol. 201, № 9-11. -P. 4943-4947.

120. Lide, D.R. CRC Handbook of Chemistry and Physics.: Internet Version,

2005.

121. Pearse, R.W.B. The Identification of Molecular Spectra / R.W.B. Pearse, A.G. Gaydon. New York: John Wiley&Sons, 1976. - 407 p.

122. Structure, bonding state and in-vitro study of Ca-P-Ti film deposited on Ti6Al4V by RF magnetron sputtering / J.D. Long, S. Xu, J.W. Cai [et al.] // Materials

Science and Engineering C. - 2002. - Vol. 20, №1. - P. 175-180.

279

123. Energy influx from an rf plasma to a substrate during plasma processing / H. Kersten, E. Stoffels, W.W. Stoffels [et al.] // J. Appl. Phys. - 2000. - Vol. 87, № 8. - P. 3637-3645.

124. Study of the influence of oxygen on the composition of thin films obtained by r.f. sputtering from a Ca5(PO4)3 OH target / K. van Dijk, J. Verhoeven, C.H.M. Marée, [et al.]// Thin Solid Films, - 1997. - Vol. 304, № 1-2. - P. 191-195.

125. Influence of O2 admixture and sputtering pressure on the properties of ITO thin films deposited on PET substrate using RF reactive magnetron sputtering / Y.-S., Kim, Y.-C. Park, S. G. Ansari [et al.] // Surface & Coatings Technology. - 2003. - Vol. 173, № 2-3. - P. 299-308.

126. Oxygen partial pressure dependence of memory effect of sputtered nc-Al/a-Al2O3 thin films / Y. Li, Y. Sun, W. Zhang [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. - 2008. - Vol. 460 №1-2. - P. 115-119.

127. Ковтун, Ю.В. Средняя энергия ионизации молекулы воды электронным ударом / Ю.В. Ковтун // ЖТФ. - 2015. - Т. 85, № 8. - С. 6-14.

128. Котликов, Е.Н. Оптические пленкообразующие материалы для инфракрасной области спектра / Е.Н. Котликов, Ю.А. Кузнецов, Н.П. Лавровская, А.Н. Тропин // Научное приборостроение. - 2008. - Т. 18. № 3. - С. 32-37.

129. Хороших, В.М. О характере влияния различных газов на процесс конденсации покрытий из плазмы вакуумной дуги / В.М. Хороших, С.А. Леонов // Физическая инженерия поверхности. - 2009. - Т. 7, № 3. - С. 268-272.

130. Feddes, B. Radio frequency magnetron sputtering deposition of calcium phosphate coatings: The effect of resputtering on the coating composition / B. Feddes, J.G.C. Wolke, J. Jansen, A.M. Vredenberg // Journal of Applied Physics. - 2003. - Vol. 93, №12. - P. 9503-9508.

131. Иванова, А.А. Закономерности формирования текстуры и микроструктуры покрытий на основе гидроксиапатита при осаждении методом высокочастотного магнетронного распыления: дис. ... канд. физ.-мат. наук / А.А. Иванова. - Томск, 2016. - 134 с.

132. Особенности формирования структуры ВЧ-магнетронных покрытий на основе серебросодержащего гидроксиапатита / А.А. Иванова, А.А. Шаронова, Р.А. Сурменев [и др.] // Известия вузов. Физика. - 2013. - Т.56 № 12/2. - P. 240245.

133. Физико-механические характеристики ВЧ-магнетронных покрытий на основе серебросодержащего гидроксиапатита / Д.С. Сыромотина, М.А. Сурменева, С.Н. Городжа [et al.] // Известия вузов. Физика. - 2013. - Т. 56, №10. -C. 85-91.

134. Influence of negative ion resputtering on Al-doped ZnO thin films prepared by mid-frequency magnetron sputtering / Y.A. Cai, W. Liu, Q. He [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2010. - Vol. 256, №6. - P. 1694-1697.

135. Herrmann, D. Analysis of relevant plasma parameters for ZnO: Al film deposition based on data from reactive and non-reactive DC magnetron sputtering / D. Herrmann, M. Oertel, R. Menner, M. Powalla // Surface and Coatings Technology. -2003. - Vol. 174. - P. 229-234.

136. Cebulla, R. Al-doped zinc oxide films deposited by simultaneous rf and dc excitation of a magnetron plasma: relationships between plasma parameters and structural and electrical film properties / R. Cebulla, R. Wendt, K. Ellmer // Journal of Applied Physics. - 1998. - Vol. 83, №2. - P. 1087-1095.

137. Seah, M.P. Pure element sputtering yields using 500-1000 eV argon ions / M.P. Seah // Thin Solid Films. - 1981 - Vol. 81, № 3. - P. 279-287.

138. Significance of negative ion formation in sputtering and SIMS analysis / J.J. Cuomo, R.J. Gambino, J.M.E. Harper [et al.] // Journal of Vacuum Science & Technology. - 1978. - Vol. 15, №2. - P. 281-287.

139. Kester, D.J. Macro-effects of resputtering due to negative ion bombardment of growing thin films / D.J. Kester, R. Messier // Journal of Materials Research. - 1993. - Vol. 8, №8. - P. 1928-1937.

140. Meyer, I.K. Thermalization of sputtered atoms / K. Meyer, I.K. Schuller, C.M. Falco // J. Appl. Phys. - 1981. - Vol. 52, №9. - P. 5803-5805.

141. Stuart, R.V. Energy Distribution of Atoms Sputtered from Polycrystalline Metals /. R.V. Stuart, G.K. Wehner, G.S. Anderson // J. Appl. Physics. - 1969. - Vol. 40. - P. 803-812.

142. Ellmer, K. Reactive magnetron sputtering of transparent conductive oxide thin films: Role of energetic particle (ion) bombardment / K. Ellmer, T. Welzel // Journal of Materials Research. - 2012. - Vol. 27, №5. - P. 765-779.

143. Bikowski, A. The impact of negative oxygen ion bombardment on electronic and structural properties of magnetron sputtered ZnO: Al films / A. Bikowski, T. Welzel, K. Ellmer // Applied Physics Letters. - 2013. - Vol. 102. - P. 242106.

144. Impact of negative oxygen ions on the deposition processes of RF -magnetron sputtered SrTiO3 thin films / Y.A. Hadj, F. V. Ambriz, I. Amaechi [et al.] // Thin Solid Films. - 2018. - Vol. 661. - P. 23-31.

145. Nanostructured Ti thin films by magnetron sputtering at oblique angles/ R. Alvarez, J.M. Garcia-Martin, A. Garcia-Valenzuela [et al.] //J. Phys. D: Appl. Phys. -2016. - Vol. 49, №4. - P. 045303.

146. Структурные механизмы консолидации костной ткани с Al2O3-ZrO2-керамикой, функционализированной механосинтезированным гидроксиапатитом / А.А. Гайдаш, В.Я. Апчел, Р.С. Баширов [и др.] // Вестник российской Военно-медицинской академии. - 2015. - Т.4 № 52. С. 126-132.

147. McCracken, G.M. The behaviour of surfaces under ion bombardment / G.M. McCracken // ReP. Prog.Physics. - 1975. - Vol. 38. - P. 241-327.

148. Tsui, Y.C. Plasma sprayed hydroxyapatite coatings on titanium substrates. Part 1: Mechanical properties and residual stress levels / Y.C. Tsui, C. Doyle, T.W. Clyne // Biomaterials - 1998. - Vol. 19, №22. - P. 2015-2029.

149. Ong, J.L. Post-deposition heat treatments for ion beam sputter deposited calcium phosphate coatings. / J.L. Ong, L.C. Lucas // Biomaterials. - 1994. - Vol. 15, №5. - P. 337-341.

150. Weng, J. Intrinsic factors of apatite influencing its amorphization during plasma-spray coating. / J. Weng, X.G. Liu, X.D. Li, X.D Zhang // Biomaterials. - 1995. - Vol. 16, №1. - P. 39-44.

151. Yang, Y. Influence of Post-deposition Heating Time and the Presence of Water Vapor on Sputter-coated Calcium Phosphate Crystallinity / Y. Yang, K.H. Kim, C.M. Agrawal, J.L. Ong // Journal of Dental Research. - 2003. - Vol. 82, №10. - P. 833-837.

152. Hwang, K. Chemical and structural changes of hydroxyapatite films by using a sol-gel method / K. Hwang, Y. Lim // Surface&Coatings Technology. - 1999. - Vol. 115, №2-3, №2-3. - P. 172-175.

153. Никольский, Б.П. Справочник химика / Б.П. Никольский. - М.: Химия, 1966. -Т.1. 1072 с.

154. Ducheyne, P. phosphate ceramic coatings on porous titanium: effect of structure and compositionon electrophoretic deposition, vacuum sintering and in vitro dissolution / P. Ducheyne, S. Radin, M. Heughebaert // Biomaterials. - 1990. - Vol. 11, №4. - P. 244-254.

155. Orlovskii, V.P. Hydroxyapatite and Hydroxyapatite-Based Ceramics. / V.P. Orlovskii, V.S. Komlev, S.M. Barinov // Inorganic Materials. - 2002. - Vol. 38, №10. -P. 973-984.

156. Berry, E.E. Some assignments in the infrared spectrum of octacalcium phosphate / E.E. Berry, C.B. Baddiel // Spectrochim .Acta А. - 1967. - Vol. 23. - P. 1781-1792.

157. Gross, K.A. Oxyapatite in hydroxyapatite coatings / K.A. Gross, C.C.Berndt, P. Stephens // Journal of Material Science. - 1998. - Vol. 33. - P. 3985-3991.

158. Dyshlovenko, S. Relationship between plasma spray operational parameters and microstructure of hydroxyapatite coatings and powder particles sprayed into water / S. Dyshlovenko, P. Roussel, D. Murano, A.Le. Maguer // Surface&Coatings Technology. - 2006. - Vol. 200, №12-13. - P. 3845-3855.

159. Levchenko, I. Nanostructures of various dimensionalities from plasma and neutral fluxes / I. Levchenko, K. Ostrikov // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2007. - Vol. 40. -P. 2308-2319.

160. Иевлев, В.М. Структурные превращения в тонких пленках / В.М.

Иевлев, Л.И. Трусов, В.А. Холмянский. - М.: Металлургия. 1988. - 326 c.

283

161. Wang, H. Bias effect on microstructure and mechanical properties of magnetron sputtered nanocrystalline titanium carbide thin films / H. Wang, S. Zhang, Y. Li, D. Sun // Thin Solid Films - 2008. - Vol. 516. - P. 5419-5423.

162. Brune, H. Microscopic view of epitaxial metal growth: nucleation and aggregation / H. Brune // Surface Science Reports. - 1998. - Vol. 31. - P. 121-229.

163. Пичугин, В.Ф. Материаловедение поверхности и тонких пленок / В.Ф. Пичугин. - Томск: Ветер, 2007. - 140 c.

164. Майселл, Л. Технология тонких пленок / Справочник под ред. Л. Майссела, Р. Глэнга. Пер. с англ. М.: Советское радио, 1977. - Т. 2. - 768 c.

165. Van der Wahl, E. Initial reactivity of rf magnetron sputtered calcium phosphate thin films in simulated body fluids / E. van der Wahl, J.G.C. Wolke, J.A. Jansen, A.M. Vredenberg // Appl. Surf. Sci. - 2005. - Vol. 246, №1-3. - P. 183-192.

166. Vlahovici, N. The infrared absorption of antimony-doped Si02 films chemically vapour deposited in the TEOS-SbCI5-02 system at low temperature / N. Vlahovici, C. Pavelescu, I. Kleps // J. Mater. Sci. Let. - 1991. - Vol. 10. - P. 920-921.

167. Philips, J.C. Structural model of Raman "defect" bands of vitreous silica / J.C. Philips // Physical Review B. - 1987. - Vol. 35, №12. - P. 6409-6413.

168. Influence of sputtering parameters on crystalline structure of ZnO thin films / V. Tvarozek, I. Novotny, P. Sutta [et al.] // Thin Solid Films. - 2007. - Vol. 515. - P. 8756-8760.

169. Ionized physical vapor deposition (IPVD): A review of technology and applications / U. Helmersson, M. Lattemann, J. Bohlmark [et al.] // Thin Solid Films. -2006. - Vol. 513. - P. 1-24.

170. Reactive sputter deposition of zinc oxide: Employing resputtering effects to tailor film properties / O. Kappertz, R. Drese, J.M. Ngaruiya, M. Wuttig // Thin Solid Films. - 2005. - Vol. 484, № 1-2. - P. 64-67.

171. Koo, H.S. Fabrication and microstructure of the d.c.-magnetron-sputtered YBa2Cu3O7-x superconducting thin films / H.S. Koo, T.Y.Tseng, W.R. Chang, G.C. Tu // J. of Mater. Sci.: Materials in Electronics. - 1996. - Vol. 7 - P. 67-76.

172. Raven, M.S. Radio frequency sputtering and the deposition of high-temperature superconductors / M.S. Raven // Review. J. of Mater. Sci.: Materials in Electronics. - 1994. - Vol. 5, № 3. - P. 129-146.

173. Selinder, T.I. Resputtering effects on the stoichiometry of YBa2Cu30x, thin films. / T.I. Selinder, G. Larsson, U. Helmersson, S. Rudner // J. Appl. Phys. - 1991. -Vol. 69, № 1. - P. 390-395.

174. FTIR absorption-reflection study of biomimetic growth of phosphates on titanium implants / A. Stoch, W. Jastrzebski, A. Brozek [et al.] // J. Mol. Struct. - 2000.

- Vol 555, № 1. - P. 375-382.

175. Prabakaran, K. Development of calcium phosphate based apatite from hen's eggshell / K. Prabakaran, A. Balamurugan, S. Rajeswari // Bulletin of Materials Science. - 2005. - Vol. 28, №2 - P. 115-119.

176. Zyman, Z. Periodic crystalisation effect in the surface layers of coatings during plasma spraying of hydroxyapatite / Z. Zyman, Y. Cao, X. Zhan // Biomaterials.

- 1993. - Vol. 14, №15 - P. 1140-1144.

177. Штольц, А.К. Рентгеновский анализ микронапряжений и размера областей когерентного рассеяния в поликристаллических материалах / А.К. Штольц, А.И. Медведев, Л.В. Курбатов. Екатеринбург: Уральский государственный технический университет - УПИ, 2005. 23 c.

178. Kweh, S.W.K. High temperature in-situ XRD of plasma sprayed HA coatings / S.W.K. Kweh, K.A. Khor, P. Cheang// Biomaterials. - 2002. - Vol. 23, №2. - P. 381387.

179. Characterisation of Microstructure and Residual Stresses in Hydroxyapatite Coatings on Titanium Prostheses / V. Stanic, A. Carrado, F. Fiori [et al.] // The Journal of Neutron Research. - 2004. - Vol. 12 № 1-3. - P. 117-122.

180. Sivaram, S. Chemical Vapor Deposition: Thermal and Plasma Deposition of Electronic Materials / S. Sivaram. New York: Thompson Publ. Inc., 2000. - 302 p.

181. Plasma Sputtering Deposition of Hydroxyapatite Bioceramics: Synthesis, Performance, and Biocompatibility / S. Xu, J. Long, L. Sim [et al.] // Plasma Proc. Polym. - 2005. - Vol. 2. - P. 373-390.

182. Reactive Plasma-Aided RF Sputtering Deposition of Hydroxyapatite Bioimplant Coatings / J. Long, L. Sim, S. Xu [et al.] // Chemical Vapor Deposition. - 2007. - Vol.13, №6-7. - P. 299-306.

183. Evaluation of plasma-spray and magnetron-sputter Ca-P-coated implants: An in vivo experiment using rabbits / J.E.G. Hulshoff, J.G.C. Wolke, J.A. Jansen [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research. - 1996. - Vol. 31. - P. 329-337.

184. The Influence of argon gas pressure on co-sputtered calcium phosphate thin films / A.R. Boyd, H. Duffy, R. McCann [et al.] // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B. - 2007. - Vol. 258. - P. 421-428.

185. Microstructure and mechanical properties of hydroxyapatite thin films grown by RF magnetron sputtering / V. Nelea, M. Morosanu, M. Iliescu, I. N. Mihailescu // Surface and Coatings Technology. - 2003. - Vol. 173, № 2-3. - P. 315-322.

186. Ong, J.L. Properties of calcium phosphate coatings before and after exposure to simulated biological fluid / J.L. Ong, G.N. Raikar, T.M. Smoot //Biomaterials. -1997. - Vol. 18, № 19. - P. 1271-1275.

187. Preffered orientation of plasma sprayed hydroxyapatite coatings / W. Tong, J. Chen, X. Li [et al.] // J. Mater. Sci. - 1996. - Vol. 31, №14. - P. 3739-3742.

188. Development of <110> texture in copper thin films / H.L. Wei, H. Huang, C.H. Woo // Applied Physics Letters. - 2002. - Vol. 80, № 13. - P. 2290-2292.

189. Chun, S.-Y. Bias Voltage Effect on the Properties of TiN Films by Reactive Magnetron Sputtering / S.-Y. Chun // Journal of the Korean Physical Society. - 2010. -Vol. 56, №4. - P. 1134-1139.

190. Korolev, Y.D. Low-pressure discharges with hollow cathode and hollow anode and their applications / Y.D. Korolev, N.N. Koval // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2018. - Vol. 51, №. 32. - P. 323001.

191. Особенности структуры и физико-механических свойств наноструктурных тонких пленок / Д.В. Штанский, С.А. Кулинич, Е.А. Левашов [и др.] // Физика твердого тела. - 2003. - Т. 45, № 6. - С. 1122-1129.

192. Белоногов, Е.К., Структурные и субструктурные изменения с ростом

толщины конденсированных пленок неорганических материалов. автореф. дис. ...

286

докт. физ.-мат. наук. - Воронеж: Воронежский государственный технический университет, 2011. - P. 21 с.

193. Барвинок, В.А. Физические основы и математическое моделирование процессов вакуумного ионно-плазменного напыления / В.А. Барвинок, В.И. Богданович. - М.: Машиностроение. 1999. - 309 с.

194. Karunasiri, R.P.U., R. Bruinsma, J. Rudnick, Thin-film growth and the shadow instability / R.P.U. Karunasiri, R. Bruinsma, J. Rudnick // Physical Review Letters. - 1989. - Vol. 62, №7. - P. 788.

195. Feddes, B. Bulk composition of r.f. magnetron sputter deposited calcium phosphate coatings on different substrates (polyethylene, polytetrafluoroethylene, silicon) / B. Feddes, A.M. Vredenberg, J.G.C. Wolke, J.A. Jansen // Surface & Coatings Technology. - 2004. - Vol. 185, №2-3. - P. 346-355.

196. Rack, P.D. Negative ion resputtering in Ta2Zn3O8 thin films / P.D. Rack, M.D. Potte, A. Woodard, S. Kurinec // J. Vac. Sci. Technol. - 1999. - Vol. 17, № 5. -P. 2805-2810.

197. Effect of Varying Sputtering Power Levels on YBaCuO Film Composition / S.M. Arora, V.H. Desai, K.B. Sundaram [et al.] // Physica Status Solidi. - 1991. - Vol. 126, №2. - P. 377-381.

198. Ido, S. Computational studies on plasma generation and erosion in a rectangular magnetron sputtering system / S. Ido, K. Nakamura // Japanese journal of applied physics. - 1996. - Vol. 35, № 4R. - P. 2302.

199. Спиридонов, А.А. Планирование эксперимента при исследовании технологических процессов / А.А. Спиридонов. М.: Машиностроение, 1981. -184с.

200. Ivanova, A.A. Influence of deposition conditions on the composition, texture and microstructure of RF-magnetron sputter-deposited hydroxyapatite thin films / A.A. Ivanova, M.A. Surmeneva, R.A. Surmenev, D. Depla // Thin Solid Films. - 2015. - V. 591. - P. 368-374.

201. Boyd, A.R. Control of calcium phosphate thin film stoichiometry using multitarget sputter deposition / A.R. Boyd, C. O'Kane, B.J. Meenan // Surface and Coatings Technology. - 2013. - Vol. 233. - P. 131-139.

202. Briggs, D. Surface analysis by Auger and X-ray photoelectron spectroscopy / D. Briggs, J.T. Grant. - Trowbridge (UK): IM Publications и SurfaceSpectra Limited, Cromwell Press, 2003. - 899 p.

203. The release of nickel from nickel-titanium (NiTi) is strongly reduced by a sub-micrometer thin layer of calcium phosphate deposited by rf-magnetron sputtering / R.A. Surmenev, M.A. Ryabtseva, E.V. Shesterikov [et al.] // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. - 2010. - Vol. 21, № 4. - P. 1233-1239.

204. Бетц, Г. Распыление многокомпонентных материалов / Г. Бетц, Г. Венер // Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. - 1986. - № 11. - С. 24-133.

205. Гурович, Б.А. Физические механизмы, лежащие в основе процесса селективного удаления атомов / Б.А. Гурович, К.Е. Приходько // Успехи физических наук. - 2009. - Т. 179. - № 2.

206. Никифоров, Д.К. Моделирование селективного распыления ионной бомбардировкой нанослоев диэлектрических бинарных соединений. Фундаментальные проблемы радиоэлектронного приборостроения / Д.К. Никифоров, К.Г. Никифоров // INTERMATIC-2014: материалы Международной научно-технической конференции, 1-5 декабря 2014 г., - Москва / под ред. А.С. Сигова. - М.: МГТУ МИРЭА, 2014. - 192 с.

207. Roy, M. Induction plasma sprayed nano hydroxyapatite coatings on titanium for orthopaedic and dental implants / M. Roy, A. Bandyopadhyay, S. Bose // Surface and Coatings Technology. - 2011. - Vol. 205, № 8. - P. 2785-2792.

208. Ipekoglu, M. Silver substituted nanosized calcium deficient hydroxyapatite / M. Ipekoglu, S. Altintas // Mater. Sci. Technol. - 2010. - Vol. 25, № 5. - P. 295-301.

209. Azzam, R.M.A. Ellipsometry and polarized light / R.M.A. Azzam, N.M. Bashara. - North-Holland. sole distributors for the USA and Canada, Elsevier Science Publishing Co., Inc., 1987.

210. Jianmin, S. Thermally-induced structural modification of dental enamel apatite decomposition and transformation of carbonate groups / S. Jianmin, A. Klocke, M. Zhang, U. Bismayer // European journal of mineralogy. - 2005. - Vol. 17, № 5. - P. 769-775.

211. Surovell, T.A. Standardizing infra-red measures of bone mineral crystallinity: an experimental approach / T.A. Surovell, M.C. Stiner // Journal of Archaeological Science. - 2001. - Vol. 28, № 6. - P. 633-642.

212. Weiner, S. States of preservation of bones from prehistoric sites in the Near East: a survey / S. Weiner, O. Bar-Yosef // Journal of Archaeological Science. - 1990. -Vol. 17, № 2. - P. 187-196.

213. Kim, H.W. Improvement of hydroxyapatite sol-gel coating on titanium with ammonium hydroxide addition / H.W. Kim, H.E. Kim, J.C. Knowles // Journal of the American Ceramic Society. - 2005. - Vol. 88, №1. - P. 154-159.

214. Unique alignment and texture of biological apatite crystallites in typical calcified tissues analyzed by microbeam X-ray diffractometer system / T. Nakano, K. Kaibara, Y. Tabata [et al.] // Bone. - 2002. Vol. 31№4. - P. 479-487.

215. Influence of bombardment by energetic atoms on c-axis orientation of zno films / K. Tominaga, S. Iwamura, I. Fujita [et al.] // Japanese Journal of Applied Physics. - 1982. - T. 21. - № 7R. - C. 999.

216. Formation of c-axis aligned polycrystal hydroxyapatite using high magnetic field with mechanical sample rotation / J. Akiyama. M. Hashimoto, H. Takadama [et al.] // Materials transactions. - 2005. - Vol. 46, № 2. - C. 203-206.

217. Bielawski, M. Residual stress control in TiN/Si coatings deposited by unbalanced magnetron sputtering / M. Bielawski // Surface and Coatings Technology. -2006. - Vol. 200, № 12. - P. 3987-3995.

218. Influence of the ion-atom flux ratio on the mechanical properties of chromium nitride thin films / J. Olaya, G. Wei, S. Rodil [et al.] // Vacuum. - 2007. -Vol. 81. - P. 610-618.

219. Davis, C. A simple model for the formation of compressive stress in thin films by ion bombardment / C. Davis // Thin Solid Films. - 1993. - Vol. 226. - P. 3034.

220. Crystallographic texture in pulsed laser deposited hydroxyapatite bioceramic coatings / H. Kim, R.P. Camata, S. Lee [et al.] // Acta materialia. - 2007. - Vol. 55. - P. 131-139.

221. Viswanath, B. Mechanical properties and anisotropy in hydroxyapatite single crystals / B. Viswanath, R. Raghavan, U. Ramamurty, N. Ravishankar // Scripta Materialia. - 2007. - Vol. 57. - P. 361-364.

222. An effective morphology control of hydroxyapatite crystals via hydrothermal synthesis / I.S. Neira, Y.V. Kolenko, O.I. Lebedev [et al.] // Crystal Growth and Design. - 2008. - Vol. 9. - P. 466-474.

223. Novel Silicon-Doped Hydroxyapatite (Si-HA) for Biomedical Coatings: An In Vitro Study Using Acellular Simulated Body Fluid / E.S. Thian, J. Huang, S.M. Best [et al.] // Journal of Biomedical Materials Research Part B-Applied Biomaterials. -2006. - Vol. 76B, №2. - P. 326-333.

224. Morks, M.F. Fabrication and characterization of plasma-sprayed HA/SiO2 coatings for biomedical application / M.F. Morks // Journal of the Mechanical Behavior of Biomedical Materials. - 2007. - Vol. 1, №1. - P. 105-111.

225. Pulsed laser deposition of silicon substituted hydroxyapatite coatings from synthetical and biological sources / E.L. Solla, P. González, J. Serra [et al] // Jornal Appl. Surf. Sci. -2007. - Vol.254, № 4. - P. 1189-1193.

226. Surface characterization of ion-beam sputter-deposited Ca-P coatings after in vitro immersion / J.L. Ong, L.C. Lucas, G.N. Raikar [et al.] // Coll. Surf. A: Physiochem. Eng. Aspects. - 1994. - Vol. 87. - P. 151.

227. Boyd, A. Influence of target surface degradation on the properties of r.f. magnetron-sputtered calcium phosphate coatings / A. Boyd, M. Akay, B.J. Meenan // Surf. Interface Anal. - 2003. - Vol. 35. - P. 188-198.

228. XPS study of apatite-based coatings prepared by sol-gel technique / S. Kaciulis, G. Mattognoa, L. Pandolfia [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 1999. - Vol. 151, № 1. - P. 1-5.

229. Landis, W.J. X-ray photoelectron spectroscopy applied to gold-decorated mineral standards of biological interest. / W.J. Landis // J. Vac. Sci. Technol. A. - 1984. Vol. 2. - P. 1108- 1111.

230. Balas, F. In vitro bioactivity of silicon-substituted hydroxyapatites / F. Balas, J. Pérez-Pariente, M. Vallet-Regí // J. Biomed. Mater. Res. A. - 2003. - Vol. 66. - P. 364-675.

231. Okada, K. Chemical shifts of silicon X-ray photoelectron spectra by polymerisation structures of silicates / K. Okada, Y. Kameshima, A. Yasumori // Journal of the American Ceramic Society. - 1998. - Vol. 81. - P. 1970 -1972.

232. Production of thin film silicon-doped hydroxyapatite via sputter deposition / A.E. Porter, S.M. Rea, M. Galtrey [et al.] // Journal of Materials Science. - 2004. - Vol. 39. - P. 1895-1898.

233. Игнатенко, П.И. Получение многослойных пленок с помощью ВЧ магнетронного распыления мишеней VB2 и ZrB2 / П.И. Игнатенко, Д.Н. Терпий, А.А. Гончаров, В.В. Петухов // in Proceeding of 5th International Conference "Vacuum Technologies and Equipment". 2002. Kharkov, Ukraine.

234. Sygnatowicz, M. Controlled synthesis of hydroxyapatite-based coatings for biomedical application / M. Sygnatowicz, A. Tiwari // Materials Science and Engineering C. - 2009. - Vol. 29. - P. 1071-1076.

235. Boyd, A. Influence of target surface degradation on the properties of r.f. magnetron-sputtered calcium phosphate coatings / A. Boyd, M. Akay, B.J. Meenan // Surf. Interface Anal. - 2003. - Vol. 35. - P. 188-198.

236. Boyd, A.R. Sputter deposition of calcium phosphate/titanium dioxide hybrid thin films / A.R. Boyd, H. Duffy, R. McCann, B.J. Meenan // Materials Science and Engineering C. - 2008. - Vol. 28. - P. 228-236.

237. McPherson, R., N. Gane, T. J. Bastow, Structural characterization of plasma-sprayed hydroxylapatite coatings / R. McPherson, N. Gane, T. J. Bastow // Chemistry and Materials Science. - 1995. - Vol. 6, №6. - P. 327-334.

238. Ruppi, S. Deposition, microstructure and properties of texture-controlled CVD a-Al2O3 coatings / S. Ruppi // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. - 2005. - Vol. 23, №4. - P. 306-316.

239. Alexandrov, I.V. Computer simulation of X-ray diffraction patterns of nanocrystalline materials / I.V. Alexandrov, R.Z. Valiev // Philosophical Magazine. -1996. - Vol. 73, № 6. - P. 861-866.

240. Шкловский, В.А. Взрывная кристаллизация аморфных веществ / В.А. Шкловский, В.М. Кузьменко // УФН. - 1989. - Vol. 157. - P. 311-338.

241. Crystal chemistry of hydroxyapatite deposited on titanium by sputtering technique / K. Ozeki, T. Yuhta, H. Aoki [et al.] // Bio-Medical Materials and Engineering. - 2000. - Vol. 10, № 3-4. - P. 221-227.

242. Shi, J. Thermally-induced structural modification of dental enamel apatite: Decomposition and transformation of carbonate groups / J. Shi, A. Klocke, M. Zhang, U. Bismayer // European Journal of Mineralogy. - 2005. -Vol. 17. - P. 769-775.

243. Lee, S.Y. Reduced optical losses in MOCVD grown lithium niobate thin films on sapphire by controlling nucleation density / S.Y. Lee, R.S. Feigelson // J. Crystal Growth. - 1998. - Vol. 186. - P. 594-606.

244. Lee, G.H. Self-assembled island formation of LiNbO3 by pulsed laser deposition on a-Al2O3 substrate / G.H. Lee, M. Yoshimoto, H. Koinuma // Appl. Surf. Sci. - 1998. - Vol. 127-129. - P. 393-397.

245. Авербах, Б.Л. Некоторые физические аспекты разрушения. Разрушение. / Б.Л. Авербах. Под ред. Г. Либовица. - М.: Мир, 1973. - Т. 1. - С. 471-504.

246. Tethering poly (ethylene glycol) s to improve the surface biocompatibility of poly (acrylonitrile-co-maleic acid) asymmetric membranes / Z.K. Xu, F.Q. Nie, C. Qu [et al.] // Biomaterials. - 2005. - 26: - P. 589-598.

247. Петрология. I. Основы кристаллооптики и породообразующие минералы

/ А.А. Маракушев [и др.]. - М.: Научный Мир, 2000. - 316 с.

292

248. Риттер, Э. Пленочные диэлектрические материалы для оптических применений / Э. Риттер // Физика тонких пленок / под ред. Г. Хасса, М. Франкомбра, Р. Гофмана. - 1978. - Т. 8. - С. 7-60.

249. Бетц, Г. Распыление многокомпонентных материалов / Г. Бетц, Г. Венер // Распыление твердых тел ионной бомбардировкой. - 1986. - № 11. - С. 24-133.

250. Фейнман, Р. Фейнмановские лекции по физике. Электричество и магнетизм / Р. Фейнман, Р. Лейтон, М. Сэндс. - М.: Мир, 1966. Т. 5. - 304 с.

251. Mahieu, S. Reactive sputter deposition of TiN layers: modelling the growth by characterization of particle fluxes towards the substrate / S. Mahieu, D. Depla // Journal of Physics D: Applied Physics. - 2009. - Vol. 42, №5 - P. 053002.

252. Van Steenberge, S. Momentum transfer driven textural changes of CeO2 thin films / S. Van Steenberge, W. Leroy, A. Hubin, D. Depla // Applied Physics Letters. -2014. - Vol. 105. - P. 111602.

253. Kajikawa, Y. Texture development of non-epitaxial polycrystalline ZnO films / Y. Kajikawa // Journal of crystal growth. - 2006. - Vol. 289, №1. - P. 387-394.

254. Development of preferred orientation in polycrystalline TiN layers grown by ultrahigh vacuum reactive magnetron sputtering / Greene, J.E., J.-E. Sundgren, L. Hultman [et al.] // Applied physics letters. - 1995. -Vol. 67, №20. - P. 2928-2930.

255. Иевлев, В.М. Структура и механические свойства пленок гидроксиапатита / В.М. Иевлев, С.М. Баринов, А.В. Костюченко, Е.К. Белоногов // Вестник ТГУ, 2010. Т. 15, №3 - С. 927-928.

256. Синтез компактных нанокристаллических пленок гидроксиапатита / С.М. Баринов [и др.] // Доклады Академии наук. - Академиздатцентр «Наука» РАН, 2007. - Т. 412, № 3. - С. 347-350.

257. Fabrication, ultra-structure characterization and in vitro studies of RFmagnetron sputter deposited nano-hydroxyapatite thin films forbiomedical applications / Surmeneva, M.A., R. A. Surmenev, Y. A. Nikonova [et al.] // Appl. Surf. Sci. - 2014. 317. - P. 172-180.

258. Preparation of a silicate-containing hydroxyapatitebased coating by

magnetron sputtering: structure and osteoblast-like MG63 cells in vitro study /

293

Surmeneva, M.A., Kovtun A., Peetsch A. [et al.] // RSC Advances, - 2013. - Vol. 3. -P. 11240-11246.

259. Filgueiras, M. Computer simulations of the adsorption of citric acid at hydroxyapatite surfaces / M. Filgueiras, D. Mkhonto, N. De Leeuw // Journal of crystal growth. - 2006. - Vol. 294. - P. 60-68.

260. De Leeuw, N. Molecular dynamics simulations of the interaction of citric acid with the hydroxyapatite (0001) and (0110) surfaces in an aqueous environment / N. De Leeuw, J. Rabone // CrystEngComm. -2007. - Vol. 9. - P. 1178-1186.

261. Astala, R. First-principles study of hydroxyapatite surfaces and water adsorption / R. Astala, M. Stott // Physical Review B. - 2008. - Vol.78. - P. 075427.

262. Mittal, K.L. Adhesion Aspects of Thin Films / K.L. Mittal. Editor K.L. Mittal. Netherlands: VSP BV, 2001. - Vol. 1. - 270 p.

263. Kay, M.I. Crystal structure of hydroxyapatite / M. I. Kay, R. A. Young, A. S. Posner // Nature. - 1964. - Vol. 204, № 4963. - P. 1050-1052.

264. Ressler, K.G. Mechanism of Biaxial Alignment of Oxide Thin Films during Ion-Beam-Assisted Deposition / K.G. Ressler, N. Sonnenberg, M.J. Cima // Journal of the American Ceramic Society. - 1997. - Vol. 80, №10. - P. 2637-2648.

265. Mahan, J.E. A simplified collisional model of sputtering in the linear cascade regime / J.E. Mahan, A. Vantomme // Journal of Vacuum Science & Technology A. -1989. - Vol. 15, №4. - P. 1976-1989.

266. Physical properties and cellular responses to calcium phosphate coating produced by laser rapid forming on titanium / Y. Gao, J. Hu, T.H. Guan, J. Wu, C.B. Zhang, B. Gao // Lasers Med Sci. - 2014. - Vol. 29, №1. - P. 9-17.

267. Hardness and elastic modulus of ion-nitrided titanium obtained by nanoindentation / G.B. de Souza, C. E. Foerster, S.L.R. da Silva [et al.] // Surface&Coatings Technol. - 2005. - Vol. 191, №1. - P. 76-82.

268. Callister, W.D. Materials Science and Engineering: an introduction / W.D. Callister. - New York: John Wiley and Sons, 2000. - 1000 p.

269. Johnson, S. In situ annealing of hydroxyapatite thin films / S. Johnson, M. Haluska, R.J. Narayan, R.L. Snyder // Materials Science and Engineering C. - 2006. -Vol. 26, №8. - P. 1312-1316.

270. King, R.B. Elastic analysis of some punch problems for a layered medium / R.B. King // Int. Journal of Solids & Struct. - 1987. - Vol. 23, №12. - P. 1657-1664.

271. Авербах, Б.Л. Некоторые физические аспекты разрушения. Разрушение. / Б.Л. Авербах. Под ред. Г. Либовица. - М.: Мир, 1973. - Т. 1. - С. 471-504.

272. Ding, S.-J. Properties and immersion behavior of magnetron-sputtered multi-layered hydroxyapatite/titanium composite coatings / Ding, S.-J. // Biomaterials. -2003. - Vol. 24. - P. 4233-4238.

273. Effect of silicate doping on the structure and mechanical properties of thin nanostructured RF magnetron sputter-deposited hydroxyapatite films / Surmeneva, M.A., T. Mukhametkaliyev, A. I. Tyurin [et al.] // Surface and Coatings Technology. -2015. - Vol. 275, - P. 176-184.

274. Silicon-substituted hydroxyapatite (SiHA): A novel calcium phosphate coating for biomedical applications / E.S. Thian, J. Huang, M.E. Vickers [et al.] // Journal of Materials Science. - 2006. - Vol. 41. - P. 709-717.

275. Pelletier H. Microstructure and mechanical characteristics of hydroxyapatite coatings on Ti/TiN/Si substrates synthesized by pulsed laser deposition / H. Pelletier, A. Carrado, J. Faerber, I. N. Mihailescu // Appl Phys A. - 2011. - Vol.102. - P. 629-640.

276. ReaxFF: a reactive force field for hydrocarbons / A. C. T. van Duin, S. Dasgupta, F. Lorant, W. A. Goddard // The Journal of Physical Chemistry A. - 2001. -Vol. 105, № 41. - P. 9396-9409.

277. Monkhorst, H.J. Special points for Brillouin-zone integrations / H.J. Monkhorst, J. D. Pack // Physical Review B. - 1976. - Vol.13, №12. - P. 5188-5192.

278. Quenneville, J. Reactive molecular dynamics studies of DMMP adsorption and reactivity on amorphous silica surfaces / J. Quenneville, R. S. Taylor, A. C. T. van Duin // The Journal of Physical Chemistry C. - 2010. - Vol.114, №44. - P. 1889418902.

279. Huygh, S. Development of a ReaxFF reactive force field for intrinsic point defects in titanium dioxide / S. Huygh, A. Bogaerts, A. C. T. van Duin, E.C. Neyts // Computational Materials Science. - 2014. - Vol. 95. - P. 579-591.

280. Momma, K. VESTA 3 for three-dimensional visualization of crystal, volumetric and morphology data / K. Momma, F. Izumi // Journal of Applied Crystallography. - 2011. - Vol. 44, № 6. - P. 1272-1276.

281. Matthew, T.C. Investigating the energetic ordering of stable and metastable TiO2 polymorphs using DFT+ U and hybrid functionals / T. C. Matthew, R. K. John // The Journal of Physical Chemistry C. - 2015. - Vol. 119, № 36. - P. 21060-21071.

282. Chemistry with ADF / G. te Velde, F. M. Bickelhaupt, E. J. Baerends [et al.] // Journal of Computational Chemistry. - 2001. - Vol. 22, № 9. - P. 931-967.

283. Pitman, M.C. Dynamics of confined reactive water in smectite clay-zeolite composites / M. C. Pitman, A. C. T. van Duin // Journal of the American Chemical Society. - 2012. - Vol. 134, № 6. - P. 3042-3053.

284. Fadli, A. Porous alumina from protein foaming-consolidation method containing hydrothermal derived hydroxyapatite powder / A. Fadli, I. Sopyan, S. Ramesh // Applied Mechanics and Materials. - 2012. - Vols. 117-119. - P. 782-785.

285. Kiejna, A. The energetics and structure of rutile TiO2 (110) / A. Kiejna, T. Pabisiak, S. W. Gao // J. Phys.: Cond. Mat. - 2006. - Vol. 18, № 17. - P. 4207-4217.

286. Bredow T. Electronic properties of rutile TiO2 ultrathin films: Odd-even oscillations with the number of layers / T. Bredow, L. Giordano, F. Cinquini, G. Pacchioni // Physical Review B. - 2004. - Vol. 70, № 3. - Art. № 035419 [6 p.].

287. Elliott, S.D. Assignment of the (1x2) surface of rutile TiO2 (110) from first principles / S.D. Elliott, S.P. Bates // Ibid. - 2003. - Vol. 67, № 3. - Art.№035421 [5p.].

288. Hanaor, D.A.H. Review of the anatase to rutile phase transformation / D.A.H. Hanaor, C.C. Sorrell // J. Mater. Sci. - 2011. - Vol. 46, № 4. - P. 855-874.

289. Density functional theory study of interface interactions in hydroxyapatite/rutile composites for biomedical applications / I.Y. Grubova, M.A. Surmeneva, S. Huygh [et al.] // The Journal of Physical Chemistry C. - 2017. - Vol. 121, №29. - P. 15687-15695.

290. Kaur, K. Amorphous TiO2 as a photocatalyst for hydrogen production: a DFT study of structural and electronic properties / K. Kaur, C.V. Singh // Energy Procedia. -2012. - Vol. 29. - P. 291-299.

291. X-ray absorption spectroscopy study of crystallization processes in sol-gel-derived TiO2 / I. Manzini, G. Antonioli, D. Bersani [et al.] // Journal of Non-Crystalline Solids. - 1995. - Vol. 192-193. - P. 519-523.

292. Dorozhkin, S.V. Amorphous calcium orthophosphates: nature, chemistry and biomedical applications // International Journal of Materials and Chemistry. - 2012. -Vol. 2, № 1. - P. 19-46.

293. Wu, H. Surface structure of hydroxyapatite from simulated annealing molecular dynamics simulations / H. Wu, D. Xu, M. Yang, X. Zhang // Langmuir. -2016. - Vol. 32, № 18. - P. 4643-4652.

294. Injectable composite hydrogels for orthopaedic applications. Mechanical and morphological analysis / S. Schintke, M. Stengel, L. C. Ciacchi [et al.] // Key Engineering Materials. - 2004. - Vols. 254-256. - P. 485-488.

295. Finnis, M.W. The theory of metal-ceramic interfaces/ M.W. Finnis // Journal of Physics: Condensed Matter. - 1996. - Vol. 8, № 32. - P. 5811-5836.

296. Affinity of the interface between hydroxyapatite (0001) and titanium (0001) surfaces: a first-principles investigation / J.P. Sun, J. Dai, Y. Song [et al.] // ACS Applied Materials & Interfaces. - 2014. - Vol. 6, № 23. - P. 20738-20751.

297. A density functional theory study of CF3CH2I adsorption and reaction on Ag (111) / B.-T. Teng, Y. Zhao, F.-M. Wu [et al.] // Surface Science. - 2012. - Vol. 606, № 15-16. - P. 1227-1232.

298. Density functional theory analysis of the structural and electronic properties of TiO2 rutile and anatase polytypes: Performances of different exchange-correlation functionals / F. Labat, P. Baranek, C. Domain [et al.] // The Journal of Chemical Physics. - 2007. - Vol. 126, № 15. - Art. № 154703 [12 p.].

299. Sanville, E. Improved grid-based algorithm for Bader charge allocation / E. Sanville, S. D. Kenny, R. Smith, G. Henkelman // Journal of Computational Chemistry. - 2007. - Vol. 28, № 5. - P. 899-908.

300. Metiu, H. Chemistry of Lewis acid-base pairs on oxide surfaces / H. Metiu, S. Chrétien, Z. Hu, B. Li, X. Sun // The Journal of Physical Chemistry C. - 2012. - Vol. 116, № 19. - P. 10439-10450.

301. Serum silicon concentrations in pregnant women and newborn babies / R. Jugdaohsingh, S.H.C. Anderson, L. Lakasing [et al.] // British Journal of Nutrition. -2013. - Vol. 110, № 11. - P. 2004-2010.

302. Bohner, M. Silicon-substituted calcium phosphates - A critical view. Biomaterials, - 2009. - Vol. 30, №32. - P. 6403-6406.

303. Kresse, G. Efficiency of ab-initio total energy calculations for metals and semiconductors using a plane-wave basis set / G. Kresse, J. Furthmuller // Computational Materials Science. - 1996. - Vol. 6, № 1. - P. 15-50.

304. A consistent and accurate ab initio parametrization of density functional dispersion correction (DFT-D) for the 94 elements H-Pu / S. Grimme, J. Antony, S. Ehrlich, H. Krieg // The Journal of Chemical Physics. - 2010. - Vol. 132, № 15. - Art. № 154104 [19 p.].

305. Chappell, H.F. Density functional calculations of the properties of siliconsubstituted hydroxyapatite / H. F. Chappell, P. D. Bristowe // Journal of Materials Science: Materials in Medicine. - 2007. - Vol. 18, № 5. - P. 829-837.

306. Исследование биоактивности и сорбционных свойств наноразмерного кремнийсодержащего гидроксиапатита / М.А. Трубицын, Н.Г. Габрук, И.И. Олейникова [и др.] // Фундаментальные исследования. - 2014. - Т. 1-1. - С. 71-75.

307. Shabalovskaya, S. Critical overview of Nitinol surfaces and their modifications for medical applications/ S. Shabalovskaya, J. Anderegg, J. van Humbeeck // Acta Biomater. - 2008. - Vol. 4, № 3. - P. 447-467.

308. Gledhill, H.C. In vitro dissolution behaviour of two morphologically different thermally sprayed hydroxyapatite coatings / H.C. Gledhill, I.G. Turner, C. Doyle // Biomaterials. - 2001. - Vol. 22, №7. - P. 695-700.

309. Milosev, I. Metal ion release and surface composition of the Cu-18Ni-20Zn nickel-silver during 30 days immersion in artificial sweat / I. Milosev, T. Kosec // Appl.

Surf. Sci. - 2007. - Vol. 254, №2. - P. 644-652.

298

310. Владимиров, Ю.А. Кальциевые насосы живой клетки / Ю.А. Владимиров // Соросовский образовательный журнал. - 1998. -Т. 3. - С. 20-27.

311. Сумм, Б.Д. Гистерезис смачивания / Б.Д. Сумм // Соросовский образовательный журнал. - 1999. - Т. 7. - С. 98-102.

312. МУ 1.1.037-95 "Биотестирование продукции из полимерных и других материалов", утв. ГСЭН 20.12.95.

313. ГОСТ Р 51148-98 Изделия медицинские. Требования к образцам и документации, предоставляемым на токсикологические, санитарно-химические испытания, испытания на стерильность и пирогенность; - Москва: Изд-во стандартов, 1998. - 16 с.

314. Федеральный закон № 86 «О лекарственных средствах» (с изменениями и дополнениями) // Собрание законодательства Российской Федерации, № 2, ст. 167. - М., 2003. - С. 50.

315. Glimcher, M.J. Bone: Nature of the calcium phosphate crystals and cellular, structural, and physical chemical mechanisms in their formation / M.J. Glimcher // Medical Mineralogy and Geochemistry. Reviews in Mineralogy & Geochemistry -2006. - Vol. 64 №1. - P. 223-282.

316. Processing and characterization of porous alumina scaffolds / S. Bose, J. Darsell, H.L. Hosick [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2002. - Vol. 13, №1. - P. 23-28.

317. Analysis of OPLA scaffolds for bone engineering constructs using human jaw periosteal cells / D. Alexander, J. Hoffmann, A. Munz [et al.] // J. Mater. Sci. Mater. Med. - 2008. - Vol. 19, №3. - P. 965-974.

318. Holden, С.М. Ultrastructural in vitro characterization of a porous hydroxylapatite/bone cell interface / С.М. Holden, G.W. Bernard // J. Oral. Implantol. -1990. -Vol. 16, №2. - P. 86-95.