Вплив складу газової фази і струму нагріваючого разряду на кінетику зростання легованних азотом наноструктурних алмазних покриттів
Ключові слова:
алмазні покриття, легування азотом, наноструктура, кінетика росту, струм розряду, склад газової фази
Анотація
Наведено експериментальні результати дослідження впливу величини струму розряду і складу газової фази з відносно низьким вмістом аргону на кінетику процесу синтезу у плазмі тліючого розряду легованих азотом наноструктурних алмазних покриттів. Показано, що при введенні азоту в газову фазу за рахунок відповідного зменшення концентрації водню швидкість росту наноструктурних алмазних покриттів може як зростати, так і зменшуватися в залежності від співвідношення концентрацій компонент газової фази. Проведено аналіз і порівняння отриманих експериментальних даних з наявними літературними даними по впливу на кінетику процесу синтезу алмазних покриттів складу газової фази, потужності розряду (температури).
Завантаження
##plugins.generic.usageStats.noStats##
Посилання
Выровец И.И., Грицына В.И., Дудник С.Ф., Опалев О.А., Решетняк Е.Н., Стрельницкий В.Е. Нанокристаллические алмазные CVD-пленки: структура, свойства и перспективы применения//Физическая инженерия поверхности. – 2010. – Т. 8, № 1. – С. 1-19.
Williams O.A. Nanocrystalline diamond//Diamond and Related Materials. – 2011. – Vol. 20. – Р. 621-640.
Gruen D.M. Nanocrystalline diamond films//Annu. Rev. Mater. Sci. – 1999. – Vol. 29. – P. 211-259.
Lin T., Yu G., Wee T, Shen Z. Compositional mapping of the argon-methane-hydrogen system for polycrystalline to nanocrystalline diamond film growth in a hot-filament chemical vapor deposition system//Appl. Phys. Lett. – 2000. – Vol. 77, No. 17. – P. 2692-2694.
Fernandes A.J.S., Neto M.A., Almeida F.A., Silva R.F. et al. Nano- and micro-crystalline diamond growth by MPCVD in extremely poor hydrogen uniform plasmas//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – P. 757-761.
Williams O.A., Nesladek M., Daenen M., Michaelson S., Hoffman A., Osawa E., Haenen K., Jackman R.B. Growth, electronic properties and applications of nanodiamond//Diamond and Related Materials. – 2008. – Vol. 17. – P. 1080-1088.
Ральченко В.Г., Кононов В.И., Савельев А.В, Попович А.Ф. Власов И.И., Терехов С.В., Заведеев Е.В., Фомич А.В., Божко А.Д. Свойства легированных алмазных пленок, выращенных в СВЧ разряде//Сб. докл. XVII Междунар. симп. “Тонкие пленки в электронике”. – М.: МВТУ. – 2005. – C. 541-546.
Ralchenko V., Pimenov S., Konov V., Vlasov I., Khomich A., Saveliev A., Popovich A., Zavedeev E., Bozhko A., Loubnin E., Khmelnitskii R. Nitrogenated nanocrystalline diamond films: Thermal and optical properties//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – Р. 2067-2073.
Bhattacharyya S., Auciello O., Birrell J., Carlisle J. Curtiss L.A.,. Goyette A.N, Gruen D.M., Krauss A. R., Schlueter J., Sumant A., Zapol P. Synthesis and characterization of highly-con ducting nitrogen-doped ultrananocrystalline diamond films//Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 79. – P. 1441-1443.
Teii K., Ikeda T. Conductive and resistive nanocrystalline diamond films studied by Raman spectroscopy//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – Р. 753-756.
Pleskov Yu.V., Krotova M.D., Elkin V.V., Ralchenko V.G. The effects of nitrogenation on the electrochemical properties of nanocrystalline diamond films//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – Р. 2114-2117.
Выровец И.И., Грицына В.И., Дудник С.Ф., Опалев О.А., Решетняк Е.Н., Стрельницкий В.Е. Формирование наноструктурных алмазных пленок в плазме тлеющего разряда// Материалы первой международной научной конференции по наноструктурным материалам. – Минск. – 2008. – С. 360-361.
Выровец И.И., Грицына В.И., Дудник С.Ф.,. Опалев О.А., Решетняк Е.Н, Стрельницкий В.Е. Влияние состава газовой фазы на морфологию алмазных пленок, получаемых при возбуждении плазмы в скрещенных Е/Н полях//Материалы 21 Международного симпозиума “Тонкие пленки в электронике”. – М.: ОАО “ЦНИТИ ТЕХНОМАШ” – 2008. – С. 377-382.
Ma K.L., Zhang W.J., Zou Y.S., Chong Y.M., Leung K.M., Bello I., Lee S.T. Electrical properties of nitrogen incorporated nanocrystalline diamond films//Diamond and Related Materials. – 2006. – Vol. 15. – Р. 626-630.
Грицына В.И., Дудник С.Ф., Опалев О.А., Решетняк Е.Н., Стрельницкий В.Е. Особенности морфологии алмазных покрытий с нанокристаллической структурой//ВАНТ, Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2011. – № 4. – С. 165-168.
Tallaire А., Achard J., Silva F., Sussmann R.S., Gicquel A. Homoepitaxial deposition of highquality thick diamond films: effect of growth parameters//Diamond and Related Materials. – 2005. – Vol. 14. – Р. 249-254.
Regemorter T.Van, Larsson K. Effect of substitutional N on the diamond CVD growth process: A theoretical approach//Diamond and Related Materials. – 2008. – Vol. 17. – Р. 1076-1079.
Shah Zoya Mehmood, Mainwood Alison. A theoretical study of the effect of nitrogen, boron and phosphorus impurities on the growth and morphology of diamond surfaces//Diamond and Related Materials. – 2008. – Vol. 17. – Р. 1307-1310.
Liang Qi, Yan Chih-shiue, Meng Yufei, Lai Joseph, Krasnicki Szczesny, Mao Ho-kwang, Hemley Russell J. Recent advances in high-growth rate single-crystal CVD diamond//Diamond and Related Materials. – 2009. – Vol. 18. – Р. 698-703.
Chatei Hassan, Bougdira Jamal, Remy Mishel, Alnot Patrick, Bruch Christian, Kruger Jan K.. Effect of nitrogen concentration on plasma reactivity and diamond growth in H2-CH4-N2 microwave discharge//Diamond and Related Materials. – 1997 – Vol. 6. – Р. 107-119.
Qi Xue-Gui, Chen Ze-Shao, Xu Hong. Construction and analysis of C-H-N phase diagram for diamond chemical vapor deposition by simulation of gas-phase chemistry//Surface and Coatings Technology. – 2006. – Vol. 200, No. 18-19. – Р. 5268-5276.
Bhattacharyya S., Auciello O., Birrell J., Carlisle J.A., Curtiss L.A., Goyette A.N., Gruen D.M., Krauss A.R., Schlueter J., Sumant A., and Zapol P. Synthesis and characterization of highlyconducting nitrogen-doped ultrananocrystalline diamond films//Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 79, No. 10. – P. 1441-1443.
Chuan-Sheng Wang, Ging-Horng Tong, HuangChin Chen, Wen-Ching Shih, I-Nan Lin. Effect of N2 addition in Ar plasma on the development of microstructure of ultra-nanocrystalline diamond films//Diamond and Related Materials. – 2010. – Vol.19 – Р. 147-152.
Карпухина Т.А., Чередниченко А.Г., Буйлов Л.Л., Алексенко А.Е., Белянин А.Ф. Исследование дефектных центров и примесей в поликристаллических пленках алмаза//Труды 1го международного семинара по алмазным пленкам. Техника средств связи. Серия “Технология производства и оборудовани”. – 1991. – Вып. 4. – С. 40-50.
Выровец И.И., Грицына В.И., Дудник С.Ф., Кутний В.Е., Опалев О.А., Рыбка А.С., Стрельницкий В.Е. Исследование влияния параметров синтеза алмазных покрытий на скорость их роста и величину удельного электрического сопротивления//Вопросы атомной науки и техники, Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2010. – Т. 95, № 1. – С. 104-107.
Barbosa D.C., Almeida F.A., Silva R.F., Ferreira N.G., Trava-Airoldi V.J., Corat E.J. Influence of substrate temperature on formation of ultrananocrystalline diamond films deposited by HFCVD argon-rich gas mixture//Diamond & Related Materials. – 2009. – Vol. 18. – P. 1283-1288.
Barbosa D.C., Barreto P.R.P., Trava-Airoldi V.J., Corat E.J. Growth and characterization of diamond micro and nano crystals obtained using different methane concentration in argon-rich gas mixture// Diamond and Related Materials. – 2010. – Vol. 19. – P. 768-771.
Williams O.A. Nanocrystalline diamond//Diamond and Related Materials. – 2011. – Vol. 20. – Р. 621-640.
Gruen D.M. Nanocrystalline diamond films//Annu. Rev. Mater. Sci. – 1999. – Vol. 29. – P. 211-259.
Lin T., Yu G., Wee T, Shen Z. Compositional mapping of the argon-methane-hydrogen system for polycrystalline to nanocrystalline diamond film growth in a hot-filament chemical vapor deposition system//Appl. Phys. Lett. – 2000. – Vol. 77, No. 17. – P. 2692-2694.
Fernandes A.J.S., Neto M.A., Almeida F.A., Silva R.F. et al. Nano- and micro-crystalline diamond growth by MPCVD in extremely poor hydrogen uniform plasmas//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – P. 757-761.
Williams O.A., Nesladek M., Daenen M., Michaelson S., Hoffman A., Osawa E., Haenen K., Jackman R.B. Growth, electronic properties and applications of nanodiamond//Diamond and Related Materials. – 2008. – Vol. 17. – P. 1080-1088.
Ральченко В.Г., Кононов В.И., Савельев А.В, Попович А.Ф. Власов И.И., Терехов С.В., Заведеев Е.В., Фомич А.В., Божко А.Д. Свойства легированных алмазных пленок, выращенных в СВЧ разряде//Сб. докл. XVII Междунар. симп. “Тонкие пленки в электронике”. – М.: МВТУ. – 2005. – C. 541-546.
Ralchenko V., Pimenov S., Konov V., Vlasov I., Khomich A., Saveliev A., Popovich A., Zavedeev E., Bozhko A., Loubnin E., Khmelnitskii R. Nitrogenated nanocrystalline diamond films: Thermal and optical properties//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – Р. 2067-2073.
Bhattacharyya S., Auciello O., Birrell J., Carlisle J. Curtiss L.A.,. Goyette A.N, Gruen D.M., Krauss A. R., Schlueter J., Sumant A., Zapol P. Synthesis and characterization of highly-con ducting nitrogen-doped ultrananocrystalline diamond films//Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 79. – P. 1441-1443.
Teii K., Ikeda T. Conductive and resistive nanocrystalline diamond films studied by Raman spectroscopy//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – Р. 753-756.
Pleskov Yu.V., Krotova M.D., Elkin V.V., Ralchenko V.G. The effects of nitrogenation on the electrochemical properties of nanocrystalline diamond films//Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – Р. 2114-2117.
Выровец И.И., Грицына В.И., Дудник С.Ф., Опалев О.А., Решетняк Е.Н., Стрельницкий В.Е. Формирование наноструктурных алмазных пленок в плазме тлеющего разряда// Материалы первой международной научной конференции по наноструктурным материалам. – Минск. – 2008. – С. 360-361.
Выровец И.И., Грицына В.И., Дудник С.Ф.,. Опалев О.А., Решетняк Е.Н, Стрельницкий В.Е. Влияние состава газовой фазы на морфологию алмазных пленок, получаемых при возбуждении плазмы в скрещенных Е/Н полях//Материалы 21 Международного симпозиума “Тонкие пленки в электронике”. – М.: ОАО “ЦНИТИ ТЕХНОМАШ” – 2008. – С. 377-382.
Ma K.L., Zhang W.J., Zou Y.S., Chong Y.M., Leung K.M., Bello I., Lee S.T. Electrical properties of nitrogen incorporated nanocrystalline diamond films//Diamond and Related Materials. – 2006. – Vol. 15. – Р. 626-630.
Грицына В.И., Дудник С.Ф., Опалев О.А., Решетняк Е.Н., Стрельницкий В.Е. Особенности морфологии алмазных покрытий с нанокристаллической структурой//ВАНТ, Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2011. – № 4. – С. 165-168.
Tallaire А., Achard J., Silva F., Sussmann R.S., Gicquel A. Homoepitaxial deposition of highquality thick diamond films: effect of growth parameters//Diamond and Related Materials. – 2005. – Vol. 14. – Р. 249-254.
Regemorter T.Van, Larsson K. Effect of substitutional N on the diamond CVD growth process: A theoretical approach//Diamond and Related Materials. – 2008. – Vol. 17. – Р. 1076-1079.
Shah Zoya Mehmood, Mainwood Alison. A theoretical study of the effect of nitrogen, boron and phosphorus impurities on the growth and morphology of diamond surfaces//Diamond and Related Materials. – 2008. – Vol. 17. – Р. 1307-1310.
Liang Qi, Yan Chih-shiue, Meng Yufei, Lai Joseph, Krasnicki Szczesny, Mao Ho-kwang, Hemley Russell J. Recent advances in high-growth rate single-crystal CVD diamond//Diamond and Related Materials. – 2009. – Vol. 18. – Р. 698-703.
Chatei Hassan, Bougdira Jamal, Remy Mishel, Alnot Patrick, Bruch Christian, Kruger Jan K.. Effect of nitrogen concentration on plasma reactivity and diamond growth in H2-CH4-N2 microwave discharge//Diamond and Related Materials. – 1997 – Vol. 6. – Р. 107-119.
Qi Xue-Gui, Chen Ze-Shao, Xu Hong. Construction and analysis of C-H-N phase diagram for diamond chemical vapor deposition by simulation of gas-phase chemistry//Surface and Coatings Technology. – 2006. – Vol. 200, No. 18-19. – Р. 5268-5276.
Bhattacharyya S., Auciello O., Birrell J., Carlisle J.A., Curtiss L.A., Goyette A.N., Gruen D.M., Krauss A.R., Schlueter J., Sumant A., and Zapol P. Synthesis and characterization of highlyconducting nitrogen-doped ultrananocrystalline diamond films//Appl. Phys. Lett. – 2001. – Vol. 79, No. 10. – P. 1441-1443.
Chuan-Sheng Wang, Ging-Horng Tong, HuangChin Chen, Wen-Ching Shih, I-Nan Lin. Effect of N2 addition in Ar plasma on the development of microstructure of ultra-nanocrystalline diamond films//Diamond and Related Materials. – 2010. – Vol.19 – Р. 147-152.
Карпухина Т.А., Чередниченко А.Г., Буйлов Л.Л., Алексенко А.Е., Белянин А.Ф. Исследование дефектных центров и примесей в поликристаллических пленках алмаза//Труды 1го международного семинара по алмазным пленкам. Техника средств связи. Серия “Технология производства и оборудовани”. – 1991. – Вып. 4. – С. 40-50.
Выровец И.И., Грицына В.И., Дудник С.Ф., Кутний В.Е., Опалев О.А., Рыбка А.С., Стрельницкий В.Е. Исследование влияния параметров синтеза алмазных покрытий на скорость их роста и величину удельного электрического сопротивления//Вопросы атомной науки и техники, Серия: Физика радиационных повреждений и радиационное материаловедение. – 2010. – Т. 95, № 1. – С. 104-107.
Barbosa D.C., Almeida F.A., Silva R.F., Ferreira N.G., Trava-Airoldi V.J., Corat E.J. Influence of substrate temperature on formation of ultrananocrystalline diamond films deposited by HFCVD argon-rich gas mixture//Diamond & Related Materials. – 2009. – Vol. 18. – P. 1283-1288.
Barbosa D.C., Barreto P.R.P., Trava-Airoldi V.J., Corat E.J. Growth and characterization of diamond micro and nano crystals obtained using different methane concentration in argon-rich gas mixture// Diamond and Related Materials. – 2010. – Vol. 19. – P. 768-771.
Опубліковано
2012-10-29
Як цитувати
Грицына, В. И., Дудник, С. Ф., Кошевой, К. И., Опалев, О. А., & Стрельницкий, В. Е. (2012). Вплив складу газової фази і струму нагріваючого разряду на кінетику зростання легованних азотом наноструктурних алмазних покриттів. Журнал фізики та інженерії поверхні, 10(4), 328 - 335. вилучено із https://periodicals.karazin.ua/pse/article/view/10072
Розділ
Статті
У відповідності з типовим шаблоном.
