- Код статьи
- 10.31857/S2686740024030046-1
- DOI
- 10.31857/S2686740024030046
- Тип публикации
- Статья
- Статус публикации
- Опубликовано
- Авторы
- Том/ Выпуск
- Том 516 / Номер выпуска 1
- Страницы
- 28-31
- Аннотация
- Изучается влияние добавок азота на вторичное зародышеобразование (нуклеацию) алмаза при его синтезе методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). Серия поликристаллических алмазных пленок толщиной 2 мкм была выращена на кремниевых подложках в газовых смесях метан–водород–азот с различной концентрацией азота (0–1%). Структура и шероховатость выращенных пленок были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии и оптической профилометрии. Показано, что малые добавки азота играют ключевую роль в процессах вторичной нуклеации алмаза, оказывая значительное влияние на морфологию пленок. Сравнение характеристик выращенных поликристаллических алмазных пленок позволило найти оптимальную концентрацию азота [N2] ≈ 0.2% для формирования нанокристаллических алмазных пленок с низкой шероховатостью поверхности и повышенной скоростью роста. Полученные результаты предполагается использовать для оптимизации параметров CVD-синтеза поликристаллических алмазных пленок для применения в качестве защитных или снижающих трение слоев, а также для изготовления сверхтвердых режущих инструментов.
- Ключевые слова
- поликристаллический алмаз тонкая пленка химическое осаждение из газовой фазы СВЧ-плазма спектроскопия КР шероховатость скорость роста
- Дата публикации
- 16.09.2025
- Год выхода
- 2025
- Всего подписок
- 0
- Всего просмотров
- 7
Библиография
- 1. Lucca D.A., Klopfstein M.J., Riemer O. Ultra-precision machining: cutting with diamond tools // J. Manufacturing Science and Engineering. 2020. V. 142. № 11. P. 110817.
- 2. Abdullah M.F., Hussin M.R.M., Ismail M.A., et al. Chip-level thermal management in GaN HEMT: Critical review on recent patents and inventions // Microelectronic Engineering. 2023. P. 111958.
- 3. Dobrinets I.A., Vins Victor.G., Zaitsev A.M. HPHT-Treated Diamonds: Diamonds Forever. 2013accessed. V. 181.
- 4. Sedov V.S., Martyanov A.K., Khomich A.A., et al. Deposition of diamond films on Si by microwave plasma CVD in varied CH4-H2 mixtures: Reverse nanocrystalline-to-microcrystalline structure transition at very high methane concentrations // Diamond and Related Materials. 2020. V. 109. P. 108072.
- 5. Mandal S. Nucleation of diamond films on heterogeneous substrates: a review // RSC Adv. 2021. V. 11. № 17. P. 10159–10182.
- 6. Butler J.E., Cheesman A., Ashfold M.N.R. Recent progress in the understanding of CVD growth of diamond // CVD Diamond for Electronic Devices and Sensors. 2009. P. 103–124.
- 7. Drift A. Van der. Evolutionary selection, a principle governing growth orientation in vapour-deposited layers // Philips Res. Rep. 1967. V. 22. № 3. P. 267.
- 8. Ralchenko V.G., Pleuler E., Lu F.X., et al. Fracture strength of optical quality and black polycrystalline CVD diamonds // Diamond and Related Materials. 2012. V. 23. P. 172–177.
- 9. Aslantas K., Hopa H.E., Percin M., et al. Cutting performance of nano-crystalline diamond (NCD) coating in micro-milling of Ti6Al4V alloy // Precision Engineering. 2016. V. 45. P. 55–66.
- 10. Kulisch W., Popov C. On the growth mechanisms of nanocrystalline diamond films // physica status solidi (a). 2006. V. 203. № 2. P. 203–219.
- 11. Fuentes-Fernandez E.M.A., Alcantar-Peña J.J., Lee G., et al. Synthesis and characterization of microcrystalline diamond to ultrananocrystalline diamond films via Hot Filament Chemical Vapor Deposition for scaling to large area applications // Thin Solid Films. 2016. V. 603. P. 62–68.
- 12. Bénédic F., Belmahi M., Elmazria O., et al. Investigations on nitrogen addition in the CH4–H2 gas mixture used for diamond deposition for a better understanding and the optimisation of the synthesis process // Surface and Coatings Technology. 2003. V. 176. № 1. P. 37–49.
- 13. Asmussen J., Mossbrucker J., Khatami S., et al. The effect of nitrogen on the growth, morphology, and crystalline quality of MPACVD diamond films // Diamond and Related Materials. 1999. V. 8. № 2. P. 220–225.
- 14. Мартьянов А.К., Седов В.С., Заведеев Е.В. и др. Синтез мультислойных алмазных пленок в СВЧ плазме в режимах с периодической инжекцией азота // Доклады РАН. Физика, технические науки. 2021. Т. 496. С. 44–47.
- 15. Sedov V., Martyanov A., Altakhov A., et al. Effect of Substrate Holder Design on Stress and Uniformity of Large-Area Polycrystalline Diamond Films Grown by Microwave Plasma-Assisted CVD // Coatings. 2020. V. 10. № 10. P. 939.
