Издателям
Вышедшие номера
Эволюция морфологии алмазных частиц и механизма их роста в процессе синтеза методом газофазного осаждения
Феоктистов Н.А.1,2, Грудинкин С.А.1, Голубев В.Г.1, Баранов M.A.3, Богданов K.В.3, Кукушкин C.A.2,3,4
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
2Институт проблем машиноведения РАН, Санкт-Петербург, Россия
3Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, Санкт-Петербург, Россия
4Санкт-Петербургский национальный исследовательский академический университет РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: feokt@gvg.ioffe.rssi.ru
Поступила в редакцию: 20 мая 2015 г.
Выставление онлайн: 20 октября 2015 г.

Исследована эволюция морфологии поверхности алмазных частиц (АЧ), синтезированных методом газофазного осаждения (CVD) на кремниевых подложках. Обнаружено, что по достижении АЧ определенного критического размера, составляющего <800 nm, происходит структурная перестройка поверхности алмазных граней. Частицы, размер которых не превышает 100-300 nm, обладают хорошо ограненной поверхностью, покрытой гранями ориентаций \100\ и \111\. С увеличением размеров АЧ происходит изменение структуры их поверхности. Поверхность покрывается гранями ориентации \100\, окруженными разупорядоченной фазой. При еще большем увеличении размеров частиц (до ~2000 nm) грани \100\ исчезают и АЧ покрываются высокоиндексными гранями. Предложена модель, объясняющая эволюцию морфологии поверхности АЧ. Согласно данной модели, в процессе эволюции АЧ с увеличением размера происходит смена механизма от послойного роста к нормальному росту, что и ведет к существенной перестройке всей поверхности АЧ. Вычислен критический размер двумерного зародыша, образующегося на гранях \100\ и \111\, при котором начинается смена механизма роста. Предложен метод управления морфологией АЧ в процессе их синтеза. M.A. Баранов и K.В. Богданов выражают благодарность Министерству образования и науки РФ (проект N 14.В25.31.0002), С.А. Кукушкин проводил теоретические исследования и анализ экспериментальных результатов при финансовой поддержке Российского научного фонда (грант N 14-12-01102).
  • R.J. Nemanich, J.A. Carlisle, A. Hirata, K. Haenen. MRS Bull. 39, 490 (2014)
  • J.J. Gracio, Q.H. Fan, J.C. Madaleno. J. Phys. D 43, 374 017 (2010)
  • T. Teraji. Phys. Status Solidi A 203, 3324 (2006)
  • S.A. Grudinkin, N.A. Feoktistov, A.V. Medvedev, K.V. Bogdanov, A.V. Baranov, A.Ya. Vul`, V.G. Golubev. J. Phys. D 45, 062 001 (2012)
  • M. Nesladek, D. Tromson, C. Mer, P. Bergonzo, P. Hubik, J. Mares. Appl. Phys. Lett. 88, 232 111 (2006)
  • S. Yamasaki, E. Gheeraert, Y. Koide. MRS Bull. 39, 499 (2014)
  • H. Liu, D.S. Dandy. Diamond. Relat. Mater. 4, 1173 (1995)
  • J.E. Butler, Y.A. Mankelevich, A. Cheesman, J. Ma, M.N.R. Ashfold. J. Phys.: Condens. Matter. 21, 364 201 (2009)
  • Д.В. Федосеев, В.П. Варнин, Б.В. Дерягин. Успехи химии 53, 753 (1984)
  • А.П. Руденко, И.И. Кулакова, В.Л. Скворцова. Успехи химии 62, 99 (1993)
  • K.E. Spear, M. Frenklach. Synthetic diamond. Emerging CVD science and technology. John Wiley and Sons, Inc., N.Y. (1994). Ch. 2. P. 243--304
  • М.В. Байдакова, А.Я. Вуль, В.Г. Голубев, С.А. Грудинкин, В.Г. Мелехин, Н.А. Феоктистов, А. Крюгер. ФТП 36, 651 (2002)
  • C. Wild, N. Herres, P. Koidl. J. Appl. Phys. 68, 973 (1990)
  • O.A. Williams. Diamond Relat. Mater. 20, 621 (2011)
  • I.B. Yanchuk, M.Y. Valakh, A.Ya. Vul`, V.G. Golubev, S.A. Grudinkin, N.A. Feoktistov, A. Richter, B. Wolf. Diamond Relat. Mater. 13, 266 (2004)
  • Н.А. Феоктистов, В.И. Сахаров, И.Т. Серенков, В.А. Толмачев, И.В. Коркин, А.Е. Алексенский, А.Я. Вуль, В.Г. Голубев. ЖТФ 81, 5, 124 (2011)
  • N.A. Feoktistov, V.G. Golubev, S.A. Grudinkin, T.S. Perova, R.A. Moore, A.Ya. Vul'. Proc. SPIE Opto-Ireland 2005: Nanotechnology and Nanophotonics 5824, 157 (2005)
  • S. Prawer, R. Nemanich. Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. A 362, 2537 (2004)
  • J. Michler, Y. von Kaenel, J. Stiegler, E. Blank. J. Appl. Phys. 83, 187 (1998)
  • R.L. Parker. Solid State Phys. 25, 151 (1970)
  • K.A. Jackson, D.R. Uhlmann, J.D. Hunnt. J. Cryst. Growth 1, 1 (1967)
  • W.K. Burton, N. Cabrera, F.S. Frank. Phil. Trans. Roy. Lond. Soc. A 243, 299 (1951)
  • S.A. Kukushkin, T.V. Sakalo. Acta Met. Mater. 41, 1237 (1993)
  • S.A. Kukushkin, T.V. Sakalo. Acta Met. Mater. 42, 2797 (1994)
  • S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. Prog. Surf. Sci. 151, 1 (1996)
  • S.A. Kukushkin. Thin Solid Films 207, 302 (1992).
  • Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.

    Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.