КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер проекта 22-72-00082
НазваниеСинтез алмазных плёнок в СВЧ плазме: влияние состава газовой смеси на вторичное зародышеобразование
Руководитель Мартьянов Артем Константинович, Кандидат физико-математических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук" , г Москва
Конкурс №70 - Конкурс 2022 года «Проведение инициативных исследований молодыми учеными» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными
Область знания, основной код классификатора 02 - Физика и науки о космосе; 02-203 - Поверхность и тонкие пленки
Ключевые слова Поликристаллический алмаз, микрокристаллические, нанокристаллические, плёнки, CVD, плазма, спектроскопия КР, структура, РЭМ
Код ГРНТИ29.19.16
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на изучение процессов вторичного зародышеобразования (вторичной нуклеации) при синтезе поликристаллического алмаза методом химического осаждения из газовой фазы в смесях метан-водород. В частности, данный метод позволяет изготавливать сверхтвердые алмазные покрытия на режущем инструменте сложной формы, а также получать эффективные теплоотводящие слои для изделий электроники. При этом, конкретные условия синтеза алмазных плёнок оказывают значительное влияние на их структуру и свойства. Одним из процессов, определяющих конечную структуру плёнки, является вторичное зародышеобразование - зарождение новых зерен на поверхности уже сформировавшейся плёнки. Данный процесс пренебрежимо маловероятен в “стандартных” условиях синтеза поликристаллического алмаза, однако может быть принудительно стимулирован с целью изменения (i) среднего размера зерна, (ii) соотношения sp3 и sp2 фаз углерода, а также (iii) шероховатости синтезируемой плёнки. Вторичную нуклеацию можно стимулировать двумя способами: (1) повышением концентрации метана по сравнению со “стандартными” условиями синтеза, либо (2) добавкой малой доли азота (N2) в реакционную газовую смесь. Данные методы рутинно используются при изготовлении нанокристаллических алмазных плёнок, однако закономерности при активации процессов вторичной нуклеации, а также взаимосвязь между двумя данными способами, до сих пор детально изучены не были.
В рамках предлагаемого проекта на подложках кремния в СВЧ плазме будет синтезирован ряд поликристаллических алмазных плёнок толщиной от 200 нм до 20 мкм в области условий синтеза алмаза, близких к условиям активации процесса вторичной нуклеации. Будут получены данные о влиянии условий синтеза, в том числе температуры осаждения и состава газовой смеси, на структуру и фазовый состав полученных плёнок, для чего синтезированные образцы будут изучены методами растровой электронной микроскопии, энергодисперсионной рентгеновской спектроскопии, рентгеноструктурного анализа, атомно-силовой микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния света и фотолюминесценции. Полученные данные будут ключевыми для раскрытия механизмов образования микрокристаллических, нанокристаллических, а также мультислойных алмазных плёнок, что будет иметь важное значение для применения алмаза в области сверхтвердых покрытий для режущего инструмента, а также при изготовлении эффективных алмазных теплоотводов для электроники.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ