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 (Университет ИТМО), Санкт-Петербург, Россия
4Санкт-Петербургский национальный исследовательский Академический университет Российской академии наук, 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).
  1. R.J. Nemanich, J.A. Carlisle, A. Hirata, K. Haenen. MRS Bull. 39, 490 (2014)
  2. J.J. Gracio, Q.H. Fan, J.C. Madaleno. J. Phys. D 43, 374 017 (2010)
  3. T. Teraji. Phys. Status Solidi A 203, 3324 (2006)
  4. 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)
  5. M. Nesladek, D. Tromson, C. Mer, P. Bergonzo, P. Hubik, J. Mares. Appl. Phys. Lett. 88, 232 111 (2006)
  6. S. Yamasaki, E. Gheeraert, Y. Koide. MRS Bull. 39, 499 (2014)
  7. H. Liu, D.S. Dandy. Diamond. Relat. Mater. 4, 1173 (1995)
  8. J.E. Butler, Y.A. Mankelevich, A. Cheesman, J. Ma, M.N.R. Ashfold. J. Phys.: Condens. Matter. 21, 364 201 (2009)
  9. Д.В. Федосеев, В.П. Варнин, Б.В. Дерягин. Успехи химии 53, 753 (1984)
  10. А.П. Руденко, И.И. Кулакова, В.Л. Скворцова. Успехи химии 62, 99 (1993)
  11. 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
  12. М.В. Байдакова, А.Я. Вуль, В.Г. Голубев, С.А. Грудинкин, В.Г. Мелехин, Н.А. Феоктистов, А. Крюгер. ФТП 36, 651 (2002)
  13. C. Wild, N. Herres, P. Koidl. J. Appl. Phys. 68, 973 (1990)
  14. O.A. Williams. Diamond Relat. Mater. 20, 621 (2011)
  15. 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)
  16. 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)
  17. 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)
  18. S. Prawer, R. Nemanich. Phil. Trans. Roy. Soc. Lond. A 362, 2537 (2004)
  19. J. Michler, Y. von Kaenel, J. Stiegler, E. Blank. J. Appl. Phys. 83, 187 (1998)
  20. R.L. Parker. Solid State Phys. 25, 151 (1970)
  21. K.A. Jackson, D.R. Uhlmann, J.D. Hunnt. J. Cryst. Growth 1, 1 (1967)
  22. W.K. Burton, N. Cabrera, F.S. Frank. Phil. Trans. Roy. Lond. Soc. A 243, 299 (1951)
  23. S.A. Kukushkin, T.V. Sakalo. Acta Met. Mater. 41, 1237 (1993)
  24. S.A. Kukushkin, T.V. Sakalo. Acta Met. Mater. 42, 2797 (1994)
  25. S.A. Kukushkin, A.V. Osipov. Prog. Surf. Sci. 151, 1 (1996)
  26. 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.