Вышедшие номера
Исследование микроструктуры и свойств поликристаллических алмазных покрытий, синтезированных методом HFCVD при высоких концентрациях метана
Российский научный фонд, 21-79-10004
Митулинский А.С.1, Гайдайчук А.В.1, Зенкин С.П.1, Булах В.А.1, Линник С.А.1
1Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск, Россия
Email: mitulinsky@tpu.ru, gaydaychuk@tpu.ru, zen@tpu.ru, vladabulakh@tpu.ru, linniksa@tpu.ru
Поступила в редакцию: 11 января 2023 г.
В окончательной редакции: 10 апреля 2023 г.
Принята к печати: 12 апреля 2023 г.
Выставление онлайн: 6 июня 2023 г.

Представлены результаты экспериментальных исследований зависимости структуры и механических свойств алмазных пленок, выращенных методом HFCVD в атмосфере H_2/CH4, от варьирования концентрации метана (в пределах от 5.6 до 19.3 vol.%). Для пленок, синтезированных при 5.6 vol.% CH4 в газовой фазе, характерна столбчатая микрокристаллическая структура. В микроструктуре пленок, выращенных при высоких содержаниях метана (12.2-19.3 vol.%), наблюдаются как отдельные алмазные кристаллы, так и дендритные кластеры, при этом рассчитанные значения размеров кристаллов таких пленок составляют ~5 nm. В зависимости от параметров осаждения твердость и модуль упругости изменялись в пределах от 50.4 и 520 GPa до 95.15 и 974.5 GPa соответственно. При увеличении концентрации CH4 происходит увеличение растягивающих остаточных напряжений. Показана зависимость напряжений от изменения толщины пленки. Морфология поверхности микрокристаллических покрытий значительно отличается от ультрананокристаллических и имеет в среднем на порядок более высокие значения шероховатости поверхности, во всех пленках наблюдается рост шероховатости при увеличении их толщины. Ключевые слова: тонкие пленки, химическое осаждение из газовой фазы, ультрананокристаллический алмаз. DOI: 10.21883/JTF.2023.06.55604.2-23