Danagul M. Aubakirova

Dissertation topic

Formation patterns, structural features and properties of biomedical coatings based on titanium oxynitride films formed by reactive magnetron sputtering

Domestic scientific consultant

Nazgul Yerdybaeva, Doctor of Physical and Mathematical Sciences RK, professor, h-index - 9 based on Scopus, EKTU by D. Serikbayev, Oskemen, Republic of Kazakhstan.

Foreign scientific consultant

Aleksander D. Pogrebnjak, Doctor of Physical and Mathematical Sciences RK, professor, h-index - 43 based on Scopus, Sumy State University, Head of the Department of Nanoelectronics, Sumy, Ukraine.

Scopus Author ID: https://www.scopus.com/authid/detail.uri?authorId=36119198500.

Main scientific results

Crystalline oxynitride coatings of titanium were successfully applied by reactive magnetron sputtering to stainless steel at different N2/O2 mass ratios. The application of a negative bias to the substrate (-150 V) is an effective way to deposit protective thin films based on IO2 on surfaces, which is due to an increase in the ionization density and energy of particles impinging on the surface, and contributes to an increase in surface smoothness. An increase in the nitrogen content in the gas atmosphere leads to the formation of a quasi-homogeneous surface texture with a less pronounced block structure. X-ray diffraction results show that anatase and rutile are the main phases present in the coatings, along with a small amount of brookite under conditions of increasing nitrogen content. The nanohardness of the deposited coatings shows higher values than the hardness of stainless steel.

Direct result

Studies of the morphology of the N-TiO2 surface show that the grain sizes depend on the composition of the reactive gas atmosphere. When sputtering films with the maximum ratio of the flow rate of reactive gases (3N2/O2), the average grain size is the smallest, which indicates the smoothest surface and uniform structure. IR and Raman spectroscopy data demonstrate the presence of two-phase (anatase and rutile) TiO2 structures and the formation of N-O bonds, in the composition of the film, with the introduction of nitrogen. The titanium nitride (TiN) phase in the film composition is not observed.

Scientific works

1. Pichugin V.F., Pustovalova A.A., Evdokimov K.E., Konishchev M.E., Kuzmin O.S., Boytsova E.L., Beshchasna N., Ficai A., Aubakirova D.M., Sun Z. Structural features and nitrogen positions in titanium oxynitride films grown in plasma of magnetron discharge. Paper presented at the Journal of Physics: Conference Series.– 2019.– Vol.1281(1).– No.012062.doi:10.1088/1742-6596/1281/1/012062.

2. Аубакирова Д.М., Пичугин В.Ф., Ердыбаева Н.К.,  Сагдолдина Ж.Б Исследование структурно-фазового состояния азотсодержащих покрытий диоксида титана, синтезированных методом реактивного магнетронного распыления // Вестник НЯЦ РК.– 2020.–Вып.2.–P.75-78.

3. Аубакирова Д.М., Пичугин В.Ф., Ердыбаева Н.К., Плотников С.В.  Монография. Технологии получения тонких пленок специального назначения. Усть-Каменогорск ВКГТУ, 2019, -155с.

4. Плотников С.В., Ердыбаева Н.К., Пичугин В.Ф., Аубакирова Д. М. Структура поверхности, фазовый и химический состав азотосодержащих пленок оксидов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления //Вестник ВКГТУ. -2019. –Вып.4. -Р.130-134.

5. Аубакирова Д.М., Ердыбаева Н.К., Сағдолдина Ж.Б., Пичугин В.Ф. Исследование  фазового состава оксинитридных  покрытий титана выращенных методом реактивного магнетронного распыления // Вестник ВКГТУ. -2020. Вып.2. - Р.73-76.

6. Пичугин В.Ф., Пустовалова А.А., Аубакирова Д.М. Структурные особенности и физико-химические свойства азотосодержащих пленок диоксида титана, выращенных методом реактивного магнетронного распыления//14-я Международная конференция «Пленки и покрытия-2019». Санкт-Петербург. -2019. –Р. 507-510.

7. Аубакирова Д.М. Исследование фазового состава поверхности биосовместимых покрытий оксинитридов титана нанесенных с помощью магнетронной распылительной системы. VI Международная научно-техническая конференция студентов, магистрантов и молодых ученых «Творчество молодых инновационному развитию Казахстана». Г.Усть-Каменогорск. 9-10 апреля 2020 г.

8. Аубакирова Д.М. Изучение биосовместимых покрытий оксинитридов титана нанесенных с помощью магнетронной распылительной системы. Международная конференция студентов и молодых ученых «Фараби әлемі». Г.Алматы. 6-8 апреля 2020. –Р. 187.

9. Formation and structural features of nitrogen-doped titanium dioxide thin films grown by reactive magnetron sputtering Alla Pustovalovaa, Elena Boytsova, Danagul Aubakirova, Michael Bruns, Sergei Tverdokhlebov, Vladimir Pichugin, Applied Surface Science Volume 534, 30 December 2020, https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2020.147572.

10. Аубакирова Д.М., Пичугин В.Ф., Ердыбаева Н.К. Исследование состава пленок оксидов титана, осажденных методом реактивного магнетронного распыления. Вестник КАЗНУ, RЕCЕNT CONTRIBUTIONS TO PHYSICS. №3 (74) 2020. -С 43-48 https://doi.org/10.26577/RCPh.2020.v74.i3.06.

11. Аubakirova D.М., PichuginV.F. Structural features of titanium oxynitride films grown in plasma of magnetron discharge I International Science Conference on Multidisciplinary Research, January 19 – 21, 2021, Berlin, GermanyDOI:10.46299/ISG.2021.I.I.

The Hirsch index

Hirsch index – 1. Scopus Author ID: 55543115800

Funded research projects

0005/ПЦФ-17 "Разработка технологии производства изделий медицинского назначения из тантала и ниобия"

Level of foreign language proficiency

No supporting documents