RU2685665C1 - Method for producing thin diamond films - Google Patents

Method for producing thin diamond films Download PDF

Info

Publication number
RU2685665C1
RU2685665C1 RU2017141896A RU2017141896A RU2685665C1 RU 2685665 C1 RU2685665 C1 RU 2685665C1 RU 2017141896 A RU2017141896 A RU 2017141896A RU 2017141896 A RU2017141896 A RU 2017141896A RU 2685665 C1 RU2685665 C1 RU 2685665C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
carbon
substrate
diamond
target
Prior art date
Application number
RU2017141896A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Александрович Плотников
Сергей Викторович Макаров
Анна Николаевна Макрушина
Анастасия Игоревна Зырянова
Алексей Александрович Шуткин
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет"
Priority to RU2017141896A priority Critical patent/RU2685665C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2685665C1 publication Critical patent/RU2685665C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24Vacuum evaporation
    • C23C14/28Vacuum evaporation by wave energy or particle radiation
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82BNANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
    • B82B3/00Manufacture or treatment of nanostructures by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
    • B82B3/0009Forming specific nanostructures
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y30/00Nanotechnology for materials or surface science, e.g. nanocomposites
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82NANOTECHNOLOGY
    • B82YSPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y40/00Manufacture or treatment of nanostructures
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B32/00Carbon; Compounds thereof
    • C01B32/25Diamond
    • C01B32/26Preparation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0605Carbon
    • C23C14/0611Diamond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
    • C30B23/06Heating of the deposition chamber, the substrate or the materials to be evaporated
    • C30B23/066Heating of the material to be evaporated
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B28/00Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure
    • C30B28/12Production of homogeneous polycrystalline material with defined structure directly from the gas state
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/02Elements
    • C30B29/04Diamond
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B30/00Production of single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the action of electric or magnetic fields, wave energy or other specific physical conditions

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)

Abstract

FIELD: manufacturing technology.SUBSTANCE: invention relates to a method for producing thin diamond films and can be used in various fields of industry and science to produce thin-film hardening coatings and active layers of thin-film nanostructures. Method for producing thin diamond films on a substrate is proposed by vacuum laser action on targets and condensation of carbon on substrates, where pre-compacted detonation nanodiamond tablets and tablets from high-purity graphite used as targets, and the laser exposure is carried out in two steps: first, by a focused laser radiation based on yttrium aluminum garnet at wavelength of 1,064 nm with series of 10–20 pulses with pulse energy of 3.8–5.8 J, dispersing a target from a detonation nanodiamond and forming nanodiamond nucleation centers on the substrate; then fill the gaps between nucleation centers with carbon with mainly sp3-bonds condensed from a vapor-gas phase obtained by evaporation of the target from high-purity graphite by means of a defocused laser radiation of the same laser with pulse energy intensity of not lower than 1.6⋅10 W/cm. During condensation of carbon onto the substrate pre-populated with nucleating centers, mainly with size of 5.73 nm, observe their growth to particles with the size of about 285.15 nm. Set of such particles (islands) forms a flat thin-film close-packed hexagonal structure, which is a polycrystalline aggregate of islands, crystallographic similarly oriented relative to the film surface.EFFECT: method for producing thin diamond films is proposed.1 cl, 10 dwg, 3 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к способу получения тонких алмазных пленок методом лазерного воздействия на углеродные и наноалмазные мишени и последующей конденсации углерода из парогазовой фазы на подложки в вакууме и может быть использовано в различных областях промышленности и науки для получения тонкопленочных упрочняющих покрытий и активных слоев тонкопленочных наноструктур.The invention relates to a method for producing thin diamond films by laser irradiation of carbon and nano-diamond targets and subsequent condensation of carbon from the vapor-gas phase to substrates in a vacuum and can be used in various fields of industry and science to produce thin-film hardening coatings and active layers of thin-film nanostructures.

Известен способ получения гомоэпитаксиальной алмазной тонкой пленки [1], включающий два этапа химического осаждения на поверхность подложки с помощью плазмы углерода из газовой фазы при использовании смеси метана и водорода. На первом этапе используют смешанный газ с концентрацией источника углерода, на втором -смешанный газ с концентрацией источника углерода более высоком, чем на первом. Получение алмазной тонкой пленки осуществляется при очень низкой скорости формирования структуры пленки. Таким образом, способ характеризуется низкой производительностью и высокой сложностью его реализации, что не позволяет эффективно получать более толстые алмазные пленки. Кроме того, кинетическая энергия углерода в данном способе низка, что снижает концентрацию sp3 связей в конденсируемом на подложке углероде.A method of obtaining homoepitaxial diamond thin film [1], comprising two stages of chemical deposition on the surface of the substrate using plasma of carbon from the gas phase using a mixture of methane and hydrogen. At the first stage, a mixed gas with a concentration of a carbon source is used, at the second - a mixed gas with a concentration of a carbon source higher than at the first. Obtaining a diamond thin film is carried out at a very low rate of formation of the film structure. Thus, the method is characterized by low productivity and high complexity of its implementation, which does not allow to effectively obtain thicker diamond films. In addition, the kinetic energy of carbon in this method is low, which reduces the concentration of sp3 bonds in the carbon condensed on the substrate.

Известен способ получения алмазоподобных покрытий комбинированным лазерным воздействием [2]. Способ реализуется путем комбинированного лазерного воздействия на материал мишени, выполненной из графита высокой чистоты (более 99.9%), сначала коротковолновым (менее 300 нм) импульсным излучением, в качестве которого используют излучение KrF-лазера с длиной волны 248 нм и удельной энергией 5⋅107 Вт/см2, затем длинноволнового лазерного излучения газового СО2-лазера или твердотельного волоконного лазера [2].A method of obtaining diamond-like coatings combined laser exposure [2]. The method is implemented by a combined laser treatment of target material made of high-purity graphite (more than 99.9%), first with short-wavelength (less than 300 nm) pulsed radiation, as used by a KrF laser radiation with a wavelength of 248 nm and a specific energy of 5⋅10 7 W / cm 2 , then long-wave laser radiation from a gas CO 2 laser or a solid-state fiber laser [2].

Алмазоподобное покрытия получают в вакууме путем распыления материала мишени за счет абляция при воздействии импульсным лазером и последующим воздействием на газоплазменное облако длинноволновым (более 1 мкм) лазерным излучением газового СО2-лазера или твердотельного волоконного лазерного излучателя.Diamond-like coatings are obtained in vacuum by sputtering the target material due to ablation when exposed to a pulsed laser and then exposed to the gas-plasma cloud by long-wave (more than 1 μm) laser radiation from a gas CO 2 laser or a solid-state fiber laser emitter.

Согласно этому способу последующее воздействие на газоплазменное облако длинноволновым (более 1 мкм) лазерным излучением естественно увеличивает кинетическую энергию частиц облака, что приводит к увеличению алмазной фазы в получаемом покрытии. Однако абляция в первую очередь предполагает диспергирование мишени, то есть газопламенное облако представляет собой двухфазную смесь графитовых частиц и углеродного пара, в результате пленка будет представлять собой двухфазный конденсат, что снижает качество пленки.According to this method, the subsequent impact on the gas-plasma cloud by long-wave (more than 1 μm) laser radiation naturally increases the kinetic energy of the cloud particles, which leads to an increase in the diamond phase in the resulting coating. However, ablation primarily involves dispersion of the target, that is, the gas-flame cloud is a two-phase mixture of graphite particles and carbon vapor, as a result the film will be a two-phase condensate, which reduces the quality of the film.

Как следует из описания способа, его исполнение требует сложного лазерного оборудования, что существенно усложняет получения покрытий или пленок. Кроме того, при абляции мишени выход алмазной составляющей значительно ниже 100%, а структура пленки представляет собой обширные графитовые зерна и алмазные островки.As follows from the description of the method, its execution requires complex laser equipment, which significantly complicates the preparation of coatings or films. In addition, during ablation of the target, the output of the diamond component is significantly lower than 100%, and the structure of the film consists of extensive graphite grains and diamond islands.

Известен способ получения алмазоподобных пленок путем распыления мишени из графита импульсным лазером и осаждения паров на подложку, взятым за прототип [3]. Алмазоподобная пленка получается при распылении мишени в вакууме с помощью TEA СО2-лазера с плотностью мощности излучения 1107 - 5108 Вт/см2 при расстоянии от мишени до подложки не менее 7 см.A method of obtaining diamond-like films by sputtering a graphite target with a pulsed laser and vapor deposition on a substrate, taken as a prototype [3]. A diamond-like film is obtained by sputtering a target in vacuum using a TEA CO 2 laser with a radiation power density of 1 10 7 - 5 10 8 W / cm 2 with a distance of at least 7 cm from the target to the substrate.

Недостатком способа является высокая интенсивность лазерного излучения, не позволяющая избавиться от диспергирования мишени, что ведет к значительному ухудшению качества алмазной пленки, в состав которой будут входить обширные области графитовой фазы.The disadvantage of this method is the high intensity of laser radiation, which does not allow to get rid of the dispersion of the target, which leads to a significant deterioration in the quality of the diamond film, which will include extensive areas of the graphite phase.

Задача изобретения - получение тонкой алмазной пленки путем нуклеации наноалмазных конгломератов с некоторой плотностью на подложку из силикатного стекла в ходе диспергирования наноалмазной мишени сфокусированным лазерным излучением лазера на основе алюмо-иттриевого граната с длиной волны 1064 нм и последующим заполнением пространства между сформированными алмазными центрами алмазной фазой путем конденсации углерода из парогазовой фазы, получаемой испарением углеродных мишеней в вакууме расфокусированным лазерным излучением того же лазера.The objective of the invention is to obtain a thin diamond film by nucleation of nanodiamond conglomerates with a certain density on a silicate glass substrate during the dispersion of a nanodiamond target by focused laser radiation from a 1064 nm aluminum yttrium garnet laser and the subsequent filling of the space between the diamond centers formed by a diamond phase. condensation of carbon from the vapor – gas phase obtained by evaporating carbon targets in vacuum by defocused laser radiation same laser.

Сущность изобретения.The essence of the invention.

Предлагается получать алмазные пленки путем нуклеации на подложке из силикатного стекла наноалмазных центров роста путем воздействия в вакууме от 13 до 20 импульсами сфокусированного лазерного излучения лазера на основе алюмо-иттриевого граната с длиной волны 1,064 мкм на мишень, изготовленную из порошка детонационного наноалмаза в виде таблетки диаметром 5 мм и толщиной 2 мм на прессе при давлении около 25 кг/мм2, и последующей конденсации углерода на стеклянные подложки из парогазовой фазы, получаемой лазерным испарением в вакууме углеродных мишеней, где в качестве мишени используются спрессованные таблетки из высокочистого графита диаметром 5 мм и толщиной 2-3 мм, а в качестве источника лазерного излучения используют расфокусированное излучение того же лазера с диаметром пятна 3 мм, энергией импульса не ниже 9,0 Дж, длительностью импульса не менее 8 мс (миллисекунд), то есть интенсивностью лазерного излучения 1,6 104 Вт/см2. В результате на подложку из парогазовой фазы конденсируется углерод, в котором доля sp3 связей не ниже 80%, а сформированные наноалмазные нуклеационные островки являются центрами роста алмазной пленки толщиной не менее 100 нм. Способ реализуется следующим образом.It is proposed to obtain diamond films by nucleation of nanodiamond growth centers on a silicate glass substrate by exposing in a vacuum from 13 to 20 pulses of focused laser radiation from a yttrium-aluminum garnet-based laser with a wavelength of 1.064 μm on a target made of a tablet with a diameter of detonation nanodiamond powder 5 mm and a thickness of 2 mm on the press at a pressure of about 25 kg / mm 2 , and the subsequent condensation of carbon on glass substrates from the vapor-gas phase obtained by laser evaporation in vacuum carbon targets, where compacted tablets of high-purity graphite with a diameter of 5 mm and a thickness of 2-3 mm are used as a target, and defocused radiation of the same laser with a spot diameter of 3 mm, pulse energy not lower than 9.0 J, is used as a target, pulse duration of at least 8 ms (milliseconds), that is, the intensity of the laser radiation of 1.6 10 4 W / cm 2 . As a result, carbon is condensed onto the substrate from the vapor – gas phase, in which the proportion of sp3 bonds is no less than 80%, and the formed nanodiamond nucleation islands are the growth centers of a diamond film with a thickness of at least 100 nm. The method is implemented as follows.

1. Готовят два вида мишеней - таблетки диаметром 5 мм и толщиной 2-3 мм из высокочистого графита и таблетки тех же размеров из порошка детонационного наноалмаза с помощью прессформы и пресса с усилием до 500 кг (давление около 25 кг/мм2).1. Prepare two types of targets - tablets with a diameter of 5 mm and a thickness of 2-3 mm from high-purity graphite and tablets of the same size from detonation nanodiamond powder using a mold and a press with a force of up to 500 kg (pressure about 25 kg / mm 2 ).

2. Размещают в вакууме с остаточным давлением 10-5 мм. рт. столба мишени и закрепленные подложки из силикатного стекла.2. Place in vacuum with a residual pressure of 10 -5 mm. Hg target pillar and fixed silicate glass substrate.

3. Воздействуют на мишень из детонационного наноалмаза 13-20 импульсами лазерного излучения лазера на основе алюмо-иттриевого граната с энергией импульса 3.8 -5,8 Дж для создания нуклеационных наноалмазных центров роста алмазной фазы.3. They affect the target of detonation nanodiamond with 13-20 laser pulses of a laser based on yttrium aluminum garnet with a pulse energy of 3.8 -5.8 J to create nucleation nanodiamond growth centers of the diamond phase.

4. Затем воздействуют на поверхность мишени расфокусированным лазерным излучением того же лазера на основе алюмо-иттриевого граната с интенсивностью излучения не менее 1,6 104 Вт/см2 для конденсации углерода с преимущественно sp3 связями на подложку с уже сформированными центрами роста (нуклеационные островки), выступающими в роли матриц роста алмазной фазы, заполняющей межчастичное пространства на подложке.4. Then, the defocused laser radiation of the same yttrium garnet-based laser with a radiation intensity of at least 1.6 × 10 4 W / cm 2 is applied to the target surface to condense carbon with predominantly sp3 bonds onto a substrate with already formed growth centers (nucleation islands ), acting as matrices of growth of the diamond phase, filling the interparticle space on the substrate.

Примеры конкретного выполненияExamples of specific performance

Пример 1Example 1

Из исходного порошка детонационного наноалмаза, изготовленного по ТУ 84-112-87 (изготовитель ФНПЦ «Алтай»), прессованием на гидравлическом прессе подготовили образцы цилиндрической формы диаметром 5 мм и высотой 2-3 мм и провели рентгеноструктурный и рентгенофазовый анализ. На рентгенограмме наноалмаза (фиг. 1) видны наиболее яркие рефлексы алмаза (111), (220) и (311).From the initial detonation nanodiamond powder manufactured according to TU 84-112-87 (manufactured by Altai Federal Research and Production Center), samples were prepared by pressing on a hydraulic press of a cylindrical shape with a diameter of 5 mm and a height of 2-3 mm and performed an x-ray and X-ray diffraction analysis. The radiograph of nanodiamond (Fig. 1) shows the brightest reflections of diamond (111), (220) and (311).

Уширение рефлексов обусловлено малым размером нанокристаллов или ростом микронапряжений, приводящих к изменению межплоскостных расстояний отражающих плоскостей. В ковалентных ультрадисперсных кристаллах величина микродеформации Ad/d не может быть большой, так как велики модули упругости алмаза. Поэтому, основной вклад в уширение рефлексов вносит малый размер кристаллов детонационного наноалмаза. В этой связи размеры областей когерентного рассеяния D определяются по упрощенной формуле, согласно которой уширение связанно только с эффектом дисперсности.The broadening of reflections is due to the small size of nanocrystals or the growth of microstrains, leading to a change in the interplanar distances of the reflecting planes. In covalent ultrafine crystals, the microdeformation value Ad / d cannot be large, since the elastic moduli of diamond are high. Therefore, the main contribution to the broadening of the reflections is made by the small size of the detonation nanodiamond crystals. In this regard, the dimensions of the coherent scattering regions D are determined by a simplified formula, according to which the broadening is associated only with the dispersity effect.

Figure 00000001
Figure 00000001

где:Where:

D - размер областей когерентного рассеянияD is the size of coherent scatter regions

λ - длина волны рентгеновского излучения в Аλ is the x-ray wavelength in A

θ - угол дифракции рентгеновских лучей для плоскости (hkl)θ is the x-ray diffraction angle for the (hkl) plane

β - физическое уширение рентгеновского рефлексаβ - physical broadening of the x-ray reflex

В таблице 1 представлены данные рентгенографического анализа рефлексов детонационного наноалмаза, приведенных на фиг. 1. Размер нанокристаллов детонационного наноалмаза, рассчитанный по формуле (1), составляет 4,5 нм.Table 1 presents the data of X-ray analysis of detonation nanodiamond reflexes, shown in FIG. 1. The size of nanocrystals of detonation nanodiamond, calculated by the formula (1), is 4.5 nm.

Figure 00000002
Figure 00000002

Пример 2.Example 2

Из исходного порошка нанокристаллов детонационного наноалмаза готовили образцы цилиндрической формы (как в примере 1), и проводили гравиметрический и масс-спектроскопический анализ.Cylindrical specimens were prepared from the initial powder of detonation nanocrystal nanocrystals (as in Example 1), and gravimetric and mass spectroscopic analysis was performed.

В ходе нагрева детонационный наноалмаз выделяет большое количество летучих соединений, об этом свидетельствует убыль массы образца, в процессе отжига (фиг. 2). При нагреве образца до температуры 900°C, последний теряет около 20% своей массы. Кроме того, процесс нагрева сопровождается экзо- и эндотермическими эффектами, свидетельствующими о протекании реакций на поверхности нанокристаллов детонационного наноалмаза.During heating, detonation nanodiamond releases a large amount of volatile compounds, as evidenced by the loss of sample mass during the annealing process (Fig. 2). When the sample is heated to a temperature of 900 ° C, the latter loses about 20% of its mass. In addition, the heating process is accompanied by exo- and endothermic effects, indicating the occurrence of reactions on the surface of nanocrystals of detonation nanodiamond.

Для определения молекулярного состава летучих примесей проводят масс-спектрометрический анализ образцов - нанокристаллов детонационного наноалмаза на приборе термического анализа Luxx 409 совмещенного с масс-спектрометром Aelos 403. Нагрев осуществляется в атмосфере аргона со скоростью 10°C/мин до температуры 900°C. В табл. 2 представлены данные масс-спектрометрических измерений. Как следует, из данных фиг. 2 и табл. 2 десорбция примесей наблюдается по всему интервалу температур, от +30°C до +(900-950)°C.To determine the molecular composition of volatile impurities, mass spectrometric analysis of samples of nanocrystals of detonation nanodiamonds is carried out on a Luxx 409 thermal analysis instrument combined with an Aelos 403 mass spectrometer. Heating is carried out in an argon atmosphere at a rate of 10 ° C / min to a temperature of 900 ° C. In tab. 2 presents the data of mass spectrometric measurements. As follows from the data of FIG. 2 and tab. 2 desorption of impurities is observed over the entire temperature range, from + 30 ° C to + (900-950) ° C.

Figure 00000003
Figure 00000003

Выделяющиеся летучие вещества представлены широким спектром молекулярных соединений, такими как вода, водород, азот, сероводород, углеводороды, двуокись углерода и серы. То есть при нагреве детонационного наноалмаза в вакууме происходит его частичная очистка. Пример 3.The volatile substances released are represented by a wide range of molecular compounds, such as water, hydrogen, nitrogen, hydrogen sulfide, hydrocarbons, carbon dioxide and sulfur. That is, when detonation nanodiamond is heated in vacuum, it is partially cleaned. Example 3

Спрессованные таблетки детонационного наноалмаза помещают в вакуумный объем установки по воздействию лазерного излучения на вещество (фиг. 3). Остаточное давление в вакуумном объеме достигало 10-5 мм. рт. столба. Энергия импульса составляла 3,8-5,8 Дж, длительность импульса - 1 мс, число импульсов - от 13 до 20. В ходе воздействия лазерными импульсами наблюдается перенос вещества мишени (таблетки) на подложку за счет абляции.Compressed detonation nano-diamond pellets are placed in the vacuum volume of the apparatus according to the effect of laser radiation on the substance (Fig. 3). The residual pressure in the vacuum volume reached 10 -5 mm. Hg pillar. The pulse energy was 3.8–5.8 J, the pulse duration was 1 ms, the number of pulses was from 13 to 20. During exposure to laser pulses, the transfer of the target substance (tablet) to the substrate is observed due to ablation.

На фиг. 4 приведена структура алмазной пленки, полученной лазерной абляцией мишени из детонационного наноалмаза.FIG. 4 shows the structure of a diamond film obtained by laser ablation of a target from detonation nanodiamond.

Согласно данным фиг. 4 преимущественно поверхность подложки заполнена малыми частицами размером менее 100 нм, плотность детонационного наноалмаза на подложке составила величину 6,5 частиц/мкм2.According to FIG. 4, the substrate surface is predominantly filled with small particles less than 100 nm in size, the density of detonation nanodiamond on the substrate is 6.5 particles / μm 2 .

В связи с тем, что основной вклад в распределение частиц вносят малые частицы, был проведен анализ структуры пленки масштабом 500×500 нм (фиг. 5).Due to the fact that the main contribution to the particle distribution is made by small particles, an analysis of the structure of a film on a scale of 500 × 500 nm was carried out (Fig. 5).

Средний размер частиц - 16,2 нм, а плотность за счет смещения максимума распределения к меньшим размерам уже составила 1072 частицы/мкм2. Следует отметить, что в совокупности конгломератов частиц присутствуют и частицы размером около 4,5 нм. Об этом свидетельствует Фурье-анализ структуры (фиг. 6).The average particle size is 16.2 nm, and the density due to the shift of the maximum of the distribution to smaller sizes has already reached 1072 particles / μm 2 . It should be noted that, in aggregate, conglomerates of particles are present and particles of about 4.5 nm in size. This is evidenced by the Fourier analysis of the structure (Fig. 6).

Фурье образ содержит два симметричных рефлекса относительно центрального пятна, что свидетельствует о сосуществовании как крупных конгломератов (из анализа профиля сечения параметр периодичности составляет 284,7 нм), так и малых частиц, параметр периодичности которых 5,73 нм. Таким образом, лазерная абляции наноалмазной мишени позволяет заселить подложку центрами роста от единиц нм и до единиц мкм. Существенно, что единичные нанокристаллы детонационного алмаз фактически плотно заселяют поверхность подложки (параметр периодичности 5,73 нм практически совпадает со средним размером нанокристаллов 4,5 нм, определенный в примере 1 рентгенографическим методом). Одновременно в ходе абляции происходит эффективная очистка нанокристаллов от летучих составляющих примеси.The Fourier image contains two symmetric reflections relative to the central spot, which indicates the coexistence of both large conglomerates (from the analysis of the cross section profile, the periodicity parameter is 284.7 nm) and small particles, the periodicity parameter of which is 5.73 nm. Thus, laser ablation of a nano-diamond target allows the substrate to be populated with growth centers from units of nm to units of microns. It is significant that single detonation diamond nanocrystals virtually densely populate the surface of the substrate (the periodicity parameter of 5.73 nm practically coincides with the average nanocrystal size of 4.5 nm, as determined by X-ray in example 1). At the same time, during the ablation, an effective purification of the nanocrystals from volatile impurity components occurs.

Пример 4Example 4

Спрессованные графитовые таблетки диаметром 5 мм и толщиной 2-3 мм помещают в вакуумный объем установки по воздействию лазерного излучения на вещество (фиг. 7). Лазерный пучок (1) вводился через фокусирующую линзу (2) в вакуумный объем (3), где его расфокусировывали, и расфокусированный лазерный пучок интенсивностью лазерного излучения не ниже 1,6 104 Вт/см2 попадал на графитовую мишень (6), формируя испаряющуюся область диаметром 3,0 мм. В результате воздействия расфокусированного лазерного излучения на мишень происходит испарение углерода и его распределение в вакуумном объеме (3) в виде парогазового облака (4) с высокой кинетической энергией атомов и конденсация атомов углерода на закрепленную стеклянную подложку (5). Остаточное давление в вакуумном объеме достигало 10-5 мм. рт. столба. Полученный поток испаряемого углерода от нагретой до высоких температур мишени конденсировался на стеклянную подложку, формируя углеродную алмазоподобную пленку. В ходе лазерного нагрева расфокусированным лазерным пучком фрагментация мишени отсутствовала.Compressed graphite pellets with a diameter of 5 mm and a thickness of 2-3 mm are placed in the vacuum volume of the apparatus for the effects of laser radiation on the substance (Fig. 7). The laser beam (1) was inserted through the focusing lens (2) into the vacuum volume (3), where it was defocused, and the defocused laser beam with a laser intensity not lower than 1.6 × 10 4 W / cm 2 hit the graphite target (6), forming evaporating area with a diameter of 3.0 mm. The effect of defocused laser radiation on the target evaporates carbon and distributes it in the vacuum volume (3) in the form of a vapor-gas cloud (4) with high kinetic energy of atoms and condensation of carbon atoms onto a fixed glass substrate (5). The residual pressure in the vacuum volume reached 10 -5 mm. Hg pillar. The resulting stream of vaporized carbon from a heated to high temperature target was condensed onto a glass substrate, forming a diamond-like carbon film. During laser heating with a defocused laser beam, target fragmentation was absent.

При формировании алмазоподобных пленок главным является образование sp3 связи в углеродном конденсате. Механизм образования этих связей зависит от энергии атомов углерода, осаждаемых на подложку. Доля алмазных связей тем больше, чем выше энергия углерода в парах и выше температура оседания на подложке. Именно лазерное испарение позволяет получить такой величины кинетическую энергию атомов углерода в парогазовом облаке величиной до 100 эВ, что позволяет получить при конденсации углерода на подложку до 80% sp3 связей, так называемый ta-C углерод.When forming diamond-like films, the main thing is the formation of sp3 bonds in carbon condensate. The mechanism of formation of these bonds depends on the energy of carbon atoms deposited on the substrate. The proportion of diamond bonds is greater, the higher the carbon energy in pairs and the higher the temperature of deposition on the substrate. It is laser evaporation that makes it possible to obtain such a kinetic energy of carbon atoms in a vapor-gas cloud of up to 100 eV, which makes it possible to obtain up to 80% sp3 bonds during carbon condensation onto a substrate, the so-called ta-C carbon.

На фиг. 8 приведен фрагмент пленки, полученный в просвечивающем электронном микроскопе. Здесь же приведена электронограмма, из которой следует, что наблюдаются два рефлекса (два кольца), свидетельствующие о кристаллографической разориентации областей, на которых осуществляется дифракция электронов. Кольца сильно размыты (уширены), такое уширение свидетельствует о малых размерах фрагментов, на которых происходит дифракция электронов.FIG. 8 shows a fragment of the film obtained in a transmission electron microscope. An electron diffraction pattern is also shown here, from which it follows that two reflections (two rings) are observed, indicating crystallographic misorientation of the regions on which the diffraction of electrons takes place. The rings are strongly blurred (broadened), such a broadening indicates the small sizes of the fragments on which the diffraction of electrons takes place.

Расшифровка электронограмм показала, что материал пленки имеет решетку алмаза, кольца соответствуют дифракции от плоскостей (111) и (220) кристаллической решетки алмаза. Межплоскостные расстояния d111=0,207 нм, d220=0,119 нм имеют близкие, но несколько отличные от соответствующих значений межплоскостных расстояний для крупнокристаллического алмаза d111=0,205 нм и d220=0,125 нм, что является характерным для алмазоподобных тонких пленок.Interpretation of the electron diffraction patterns showed that the film material has a diamond lattice, the rings correspond to diffraction from the (111) and (220) planes of the diamond crystal lattice. The interplanar distances d 111 = 0.207 nm, d 220 = 0.119 nm have close, but somewhat different from the corresponding values of the interplanar distances for the coarse-grained diamond, d 111 = 0.205 nm and d 220 = 0.125 nm, which is typical of diamond-like thin films.

Таким образом, конденсация углерода на подложку из парогазового состояния приводит к формированию алмазоподобной структуры тонкой пленки. Характерной особенностью такой структуры является отсутствие границ раздела, а субструктурными объектами являются кластеры с решеткой алмаза.Thus, the condensation of carbon on a substrate from the vapor-gas state leads to the formation of a diamond-like structure of a thin film. A characteristic feature of such a structure is the absence of interfaces, and substructural objects are clusters with a diamond lattice.

Пример 5Example 5

Совмещаем обе операции в один технологический цикл. Для этого размещаем в вакуумном объеме мишени из детонационного наноалмаза и мишени из высокочистого графита. Сначала, воздействуя на наноалмазную мишень сфокусированным лазерным излучением (как в примере 3), формируем на подложке алмазные центры роста. Затем, воздействуя на графитовую мишень расфокусированным лазерным излучением (как в примере 4), заполняем промежутки между алмазными островками углеродным конденсатом. Так как центры роста представляют собой уже готовую решетку алмаза, то углеродные атомы, конденсируясь на подложку встраиваются в уже существующую алмазную решетку, формируя алмазную пленку.We combine both operations into one technological cycle. For this purpose we place in the vacuum volume of the target from detonation nanodiamond and the target from high-purity graphite. First, by acting on a nano-diamond target with focused laser radiation (as in Example 3), we form diamond growth centers on the substrate. Then, acting on the graphite target with defocused laser radiation (as in Example 4), we fill the gaps between the diamond islands with carbon condensate. Since the growth centers are already a ready diamond lattice, carbon atoms, condensing on the substrate, are embedded in the already existing diamond lattice, forming a diamond film.

На фиг. 9 приведена островковая структура пленки после нуклеации и последующей конденсации углерода (масштаб 500×500 нм).FIG. 9 shows the island structure of the film after nucleation and subsequent carbon condensation (scale 500 × 500 nm).

Статистический анализ островковой структуры показал (табл. 3), что средний размер островка 39,07 нм, а плотность островком 184 мкм-2.Statistical analysis of the island structure showed (Table 3) that the average island size is 39.07 nm, and the island density is 184 μm -2 .

Figure 00000004
Figure 00000004

Фурье-анализ островковой структуры, приведенной на фиг. 9, свидетельствует о четкой периодичности в расположении частиц алмаза (фиг. 10) и плотной упаковки алмазных островков на поверхности подложки.The Fourier analysis of the islet structure shown in FIG. 9 indicates a clear periodicity in the arrangement of diamond particles (Fig. 10) and the tight packing of diamond islands on the surface of the substrate.

Функция радиального распределения островков имеет максимум около 0,0035 1/нм, что соответствует параметру периодичности 285,15±0,63 нм. То есть в ходе конденсации углерода на подложку, предварительно заселенную нуклеационными центрами с преимущественно с размерами 5,73 нм, наблюдается разрастание наноразмерных частиц от 4,5 нм до частиц размером около 285, 15 нм. Совокупность таких частиц (островков) формирует плотноупакованную гексагональную структуру алмазной пленки. Такая структура представляет собой поликристаллический агрегат из островков со средним размером 285,15 нм, одинаково ориентированных относительно поверхности пленки.The radial distribution function of the islands has a maximum of about 0.0035 1 / nm, which corresponds to the periodicity parameter of 285.15 ± 0.63 nm. That is, during the condensation of carbon on a substrate preliminarily populated with nucleation centers with predominantly 5.73 nm in size, the growth of nanoscale particles from 4.5 nm to particles of about 285, 15 nm is observed. The combination of such particles (islands) forms a close-packed hexagonal structure of the diamond film. This structure is a polycrystalline aggregate of islands with an average size of 285.15 nm, equally oriented relative to the film surface.

Исходные наноалмазные островки роста кристаллографически по-разному ориентированы относительно плоскости подложки, поэтому преимущественно рост наблюдается лишь тех областей, где будут формироваться плотноупакованные плоскости {111}, параллельные плоскости подложки. Сформированная алмазная пленка представляет собой совокупность алмазных зерен (островков), преимущественно кристаллографически одинаково ориентированных относительно подложки, плотноупакованные в плоские поликристаллические гексагональные тонкопленочные структуры.The original growth nano-diamond islands are crystallographically differently oriented relative to the substrate plane, therefore, growth is mainly observed only in those areas where close-packed {111} planes parallel to the substrate plane will be formed. The formed diamond film is a set of diamond grains (islands), mainly crystallographically equally oriented with respect to the substrate, closely packed into flat polycrystalline hexagonal thin-film structures.

Список используемой литературы:Bibliography:

1. ТАКЕУТИ Даисуке (JP), ОКУСИ Хидейо (JP), КАДЗИМУРА Кодзи (JP), ВАТАНАБЕ Хидеюки (JP). Способ получения гомоэпитаксиальной алмазной тонкой пленки и устройство для его осуществления. Патент РФ №21766831. TAKEUTI Daisuke (JP), OKUSI Hideyo (JP), KOJIMURA Koji (JP), WATANABE Hideyuki (JP). The method of obtaining homoepitaxial diamond thin film and device for its implementation. The patent of the Russian Federation №2176683

2. Григорьянц А.Г., Мисюров А.И., Шупенев А.Е. Способ получения алмазо-подобных покрытий комбинированным лазерным воздействием. Патент РФ №2516632.2. Grigoryants AG, Misyurov A.I., Shupenev A.E. The method of obtaining diamond-like coatings by combined laser exposure. The patent of the Russian Federation №2516632.

3. Тарасенко С.Н. Способ получения алмазоподобных пленок. Патент РФ №1610949 от 15.10.1994 г.3. Tarasenko S.N. The method of obtaining diamond-like films. RF patent №1610949 from 10/15/1994

4. D.L. Pappas, K.L. Saenger, J. Bruley, W. Krakow, J.J. Cuomo, T. Gu, R.W. Collins. Pulsed laser deposition of diamond-like carbon films // J. Appl. Phys., 1992, v. 71, №11, p. 5675-5684.4. D.L. Pappas, K.L. Saenger, J. Bruley, W. Krakow, J.J. Cuomo, T. Gu, R.W. Collins. Pulsed laser deposition of diamond-like carbon films // J. Appl. Phys., 1992, v. 71, No. 11, p. 5675-5684.

Claims (1)

Способ получения тонких алмазных пленок на подложке методом вакуумного лазерного воздействия на мишени и конденсацией углерода на подложки, отличающийся тем, что в качестве мишеней используют предварительно спрессованные таблетки детонационного наноалмаза и таблетки из высокочистого графита, а лазерное воздействие осуществляют в два этапа: вначале сфокусированным излучением лазера на основе алюмоиттриевого граната с длиной волны 1064 нм серией 10-20 импульсов с энергией импульса 3,8-5,8 Дж диспергируют мишень из детонационного наноалмаза и формируют на подложке наноалмазные нуклеационные центры; затем промежутки между нуклеационными центрами заполняют углеродом с преимущественно sp3-связями, сконденсированным из парогазовой фазы, полученной испарением мишени из высокочистого графита путем воздействия расфокусированным лазерным излучением этого же лазера с интенсивностью энергии импульса не ниже 1,6⋅104 Вт/см2.A method of producing thin diamond films on a substrate by the method of vacuum laser exposure to targets and carbon condensation on substrates, characterized in that pre-pressed tablets of detonation nanodiamond and tablets of high-purity graphite are used as targets, and laser irradiation is carried out in two stages: first by focused laser radiation on the basis of yttrium aluminum garnet with a wavelength of 1064 nm in a series of 10-20 pulses with a pulse energy of 3.8-5.8 J disperse the target from detonation nanodiamond and form on the substrate nanodiamond nucleation centers; then the gaps between nucleation centers are filled with carbon with predominantly sp3 bonds condensed from the vapor-gas phase obtained by evaporating a target from high-purity graphite by exposure to defocused laser radiation of the same laser with a pulse energy intensity not lower than 1.610 4 W / cm 2 .
RU2017141896A 2017-11-17 2017-11-17 Method for producing thin diamond films RU2685665C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141896A RU2685665C1 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Method for producing thin diamond films

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2017141896A RU2685665C1 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Method for producing thin diamond films

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2685665C1 true RU2685665C1 (en) 2019-04-22

Family

ID=66314439

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2017141896A RU2685665C1 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Method for producing thin diamond films

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2685665C1 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722136C1 (en) * 2019-08-08 2020-05-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Method of growing diamond layers on monocrystalline silicon substrate
RU2723893C1 (en) * 2019-11-06 2020-06-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Method of controlling the structural state of diamond-like thin films
EP3885314A1 (en) * 2020-03-25 2021-09-29 Ana Inés Gomez de Castro Method for the production of polycrystalline nanodiamonds from graphite
RU2761200C1 (en) * 2020-12-28 2021-12-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Method for ordered deposition of nanostructured carbon thin films in a constant electric field
RU2761426C2 (en) * 2019-12-27 2021-12-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский педагогический государственный университет Method for placing nano-diamonds with nv-centers on silicon nitride
CN116813350A (en) * 2023-05-11 2023-09-29 清华大学 Preparation device and method for laser-shock high-pressure coal-made diamond film

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1610949C (en) * 1988-05-20 1994-10-15 Институт теплофизики СО РАН Method of diamond-like films preparing
EA200300390A1 (en) * 2000-09-20 2003-10-30 Эйджити Уан Пти Лтд WAY OF DEPOSITION OF THIN FILMS BY MEANS OF LASER ABLATION
RU2516632C1 (en) * 2012-12-28 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method to produce diamond-like coatings by combined laser action
RU2614330C1 (en) * 2015-11-09 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет" Method for producing thin nanodiamond film on glass substrate

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU1610949C (en) * 1988-05-20 1994-10-15 Институт теплофизики СО РАН Method of diamond-like films preparing
EA200300390A1 (en) * 2000-09-20 2003-10-30 Эйджити Уан Пти Лтд WAY OF DEPOSITION OF THIN FILMS BY MEANS OF LASER ABLATION
RU2516632C1 (en) * 2012-12-28 2014-05-20 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Method to produce diamond-like coatings by combined laser action
RU2614330C1 (en) * 2015-11-09 2017-03-24 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Алтайский государственный университет" Method for producing thin nanodiamond film on glass substrate

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2722136C1 (en) * 2019-08-08 2020-05-26 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Method of growing diamond layers on monocrystalline silicon substrate
RU2723893C1 (en) * 2019-11-06 2020-06-18 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Алтайский государственный университет" Method of controlling the structural state of diamond-like thin films
RU2761426C2 (en) * 2019-12-27 2021-12-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования Московский педагогический государственный университет Method for placing nano-diamonds with nv-centers on silicon nitride
EP3885314A1 (en) * 2020-03-25 2021-09-29 Ana Inés Gomez de Castro Method for the production of polycrystalline nanodiamonds from graphite
RU2761200C1 (en) * 2020-12-28 2021-12-06 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Владимирский Государственный Университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых" (ВлГУ) Method for ordered deposition of nanostructured carbon thin films in a constant electric field
CN116813350A (en) * 2023-05-11 2023-09-29 清华大学 Preparation device and method for laser-shock high-pressure coal-made diamond film

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2685665C1 (en) Method for producing thin diamond films
JPH02500837A (en) Diamond film deposition method
EP0156069B1 (en) Diamond-like thin film and method for making the same
CN105229810A (en) Piezoelectric film and manufacture method thereof
Kalsoom et al. SEM, AFM, EDX and XRD analysis of laser ablated Ti in nonreactive and reactive ambient environments
Rizzo et al. The influence of the momentum transfer on the structural and optical properties of ZnSe thin films prepared by rf magnetron sputtering
Aboelfotoh et al. Infrared and high‐energy electron diffraction analyses of electron‐beam‐evaporated MgO films
Parmigiani et al. Raman scattering and x‐ray photoemission spectroscopy studies of carbon films sputtered in a triode system by Ne, Ar, and Xe
Wu et al. Structure and photoluminescence properties of SiCN films grown by dual ion beam reactive sputtering deposition
Loeffler et al. Laboratory simulations of redeposition of impact ejecta on mineral surfaces
RU2614330C1 (en) Method for producing thin nanodiamond film on glass substrate
RU2668246C2 (en) Method for production of diamond-like thin films
Magee et al. Observation of gas absorption in evaporated amorphous silicon films using secondary ion mass spectrometry
Musket et al. Proton irradiation of thin films of C60 molecules
WO2004106595A1 (en) Process for producing extremely flat microcrystalline diamond thin film by laser ablation method
Shah et al. Study of the structural and electrical properties of silicon ion irradiated zirconium nitride thin films
Bonetto et al. Growth, thermal desorption and low dose ion bombardment damage of C60 films deposited on Cu (111)
Bourdon et al. Characterization of diamond-like films prepared by laser ablation of graphite
Goncharov et al. Pulsed laser deposition of diamond-like amorphous carbon films from different carbon targets
Zocco et al. Deposition of carbon nitride films by reactive pulsed-laser ablation at high fluences
Sokovnin et al. Investigation into phase transformations and structural and luminescent properties of multiphase coatings and aluminum oxide nanopowder prepared by evaporation with a pulsed electron beam
Jasim et al. Depositing Layers of Nano Graphene on P-Type Silicon Substrate and Studying the Structural and Optical Properties
Jain et al. Microstructural characteristics and optical performance of nano-structured thin films of tin oxide
Chen et al. Post‐annealing effect in reactive rf‐magnetron‐sputtered carbon nitride thin films
Rossouw et al. The penetration of vacuum-deposited fcc metals into masked regions of alkali halide substrates