Довольно широко проводятся работы по созданию нанотранзисторов и аналогичных устройств, использующих наноразмерные частицы и кластеры [1–6].
Наночастицы и наноразмерные пленки представляют собой системы, обладающие избыточной энергией и высокой химической активностью, причем частицы размером порядка 1 нм могут практически без энергии активации вступать как в процессы агрегации, ведущие к образованию ансамблей наночастиц, так и в реакции с другими химическими соединениями, в результате которых получаются вещества с новыми свойствами.
Запасенная энергия наночастиц и пленок определяется в первую очередь нескомпенсированностью связей поверхностных и приповерхностных атомов. Поэтому большинство синтезированных наночастиц и их агрегатов находится в неравновесном метастабильном состоянии. Поэтому неравновесность системы позволяет осуществлять необычные, непрогнозируемые и невозможные в равновесных условиях химические превращения, особенно с учетом самоорганизации [7–10]. Вопрос о влиянии роста ассоциатов на конечные свойства наноструктурированного материала остается актуальной проблемой. Поскольку одним из самых востребованных методов получения наноразмерных частиц и нанопленок является магнетронное распыление (МР) в скрещенных полях, то моделирование и исследование процессов в плазме МР и их влияние на свойства синтезируемых частиц и пленок представляется актуальной задачей [11–15].
В установке МР формируется плазма аномального тлеющего разряда, в которую попадают нейтральные атомы мишени, выбитые из нее потоком падающих ионов плазмы и в дальнейшем осаждающиеся на подложке в виде наносимого покрытия или наноразмерных частиц, сформировавшихся в плазме.
Преимуществом устройств МР является возможность наносить наноразмерные по толщине однородные покрытия или формировать наночастицы заданного размера за счет управления параметрами процесса [16,17].
К недостаткам устройств МР относится низкая степень ионизации паров напыляемого вещества, которая составляет 5–10 %, что приводит к ухудшению адгезии наносимого покрытия. К тому же обычно установки МР не позволяют произвести нагрев подложек непосредственно перед нанесением покрытия, когда это требуется и в ряде других применений, что не способствует получению особо высококачественных стойких покрытий и ухудшает адгезию.