Особенности роста микро- и нанокристаллических алмазных пленок на высокоаспектных подложках с вращением
Российский научный фонд (РНФ), 22-19-00694
Ашкинази Е.Е.1, Федоров С.В.2, Мартьянов А.К.1, Большаков А.П.1, Попович А.Ф.1,3, Совык Д.Н.1, Хомич А.А.3, Литвинов А.П.2, Ральченко В.Г.1, Григорьев С.Н.2, Конов В.И.1
1Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия
2Московский государственный технологический университет "СТАНКИН", Москва, Россия
3Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, Фрязино, Россия
Email: martyanov@nsc.gpi.ru, jane50@list.ru
Поступила в редакцию: 15 июля 2024 г.
В окончательной редакции: 9 сентября 2024 г.
Принята к печати: 10 сентября 2024 г.
Выставление онлайн: 6 декабря 2024 г.
В результате моделирования E-поля (COMSOL Multiphysical) расширены функции основной проводящей платформы СВЧ реактора за счет совмещения с кольцевым запредельным волноводом, функционально обеспечивающим вращение подложки. В данной геометрии были осаждены двенадцатислойные микро- и нанокристаллические алмазные пленки на четырехзубой концевой фрезе O12 mm, изготовленной из сплава ВК-6 (WC+6%Co). Определен температурный режим равномерного нагрева фрезы при вращении. Структура, химический и фазовый состав подложки и синтезированного покрытия изучались с помощью растровой электронной микроскопии, рентгенофлуоресцентного анализа и спектроскопии комбинационного рассеяния на участках, равноотстоящих от торца фрезы с шагом 5 mm на длине 25 mm. Предложенная геометрия СВЧ тракта реактора обеспечила благоприятную концентрацию E-поля и равномерность температуры в области подложки. Данные о размерах зерен и интенсивностях линий алмаза и упорядоченного графита демонстрируют как равномерность алмазной пленки по толщине, так и увеличение доли микрокристаллического алмаза по сравнению с нанокристаллическим по мере удаления от торца. Показано, что покрытие во всех точках испытывает упругие напряжения сжатия, возрастающие от вершины фрезы с 0.7 GPa на торце до 1.2 GPa на удалении 30 mm, достигая максимальной величины 3.1 GPa на расстоянии 20 mm. Ключевые слова: сверхвысокочастотный плазменный реактор, поликристаллический алмаз, осаждение алмаза из газовой фазы.
- S. Matsumoto, Y. Sato, M. Kamo, N. Setaka. Jpn. J. Appl. Phys. IOP Publishing, 21 (4A), L183 (1982)
- W.A. Yarbrough, A.R. Badzian, D. Pickrell, Y. Liou, A. Inspektor. J. Cryst. Growth., 99 (1), Part 2, 1177 (1990)
- Q. Liang, C.Y. Chin, J. Lai, C. Yan, Y. Meng, H. Mao, R.J. Hemley. Appl. Phys. Lett., 94 (2), 024103 (2009)
- H. Toyota, S. Nomura, S. Mukasa, Y. Takahashi, S. Okuda. Diam. Relat. Mater., 19 (5), 418 (2010)
- F. Silva, K. Hassouni, X. Bonnin, A. Gicquel. J. Phys. Condens. Matter., 21 (36), 364202 (2009)
- J. Isberg, J. Hammersberg, E. Johansson, T. Wikstrom, D.J. Twitchen, A.J. Whitehead, S.E. Coe, G.A. Scarsbrook. Science, 297 (5587), 1670 (2002)
- M. Kasu, M. Kubovic, A. Aleksov, N. Teofilov, R. Sauer, E. Kohn, T. Makimoto, Jpn. J. Appl. Phys. IOP Publishing, 43 (7B), L975 (2004)
- J. Achard, F. Silva, A. Tallaire, X. Bonnin, G. Lombardi, K. Hassouni, A. Gicquel. J. Phys. Appl. Phys., 40 (20), 6175 (2007)
- M.P. Gaukroger, P.M. Martineau, M.J. Crowder, I. Friel, S.D. Williams, D.J. Twitchen. Diam. Relat. Mater., 17 (3), 262 (2008)
- F. Silva, J. Achard, X. Bonnin, O. Brinza, A. Michau, A. Secroun, K. De Corte, S. Felton, M. Newton, A. Gicquel. Diam. Relat. Mater., 17 (7), 1067 (2008)
- К.Ф. Сергейчев. Успехи прикладной физики, 3 (4), 342 (2015)
- V.I. Konov, V.G. Ral'chenko, K.F. Sergejchev, V.B. Khavaev, S.K. Vartapetov, V.V. Atezhev. UHF plasma reactor, RU 2 299 929 C2, 2005
- E.A. Orozco, P. Tsygankov, Y.F. Barragan, J.A. Hernandez, A. Martinez-Amariz, F.F. Parada. Appl. Phys. A, 129 (12), 842 (2023)
- J. Zhang, J. Wang, G. Zhang, Z. Huo, Z. Huang, L. Wu. Mater. Des., 237, 112577 (2024)
- A.J.S. Fernandes, V.A. Silva, J.M. Carrapichano, G.R. Dias, R.F. Silva, F.M. Costa. Diam. Relat. Mater., 10 (3), 803 (2001)
- A. Rifai, D. Creedon, N. Tran, M. Hejazi, D. Garrett, A.D. Greentree, E. Pirogova, A. Stacey, K. Fox. Surf. Coat. Technol., 408, 126815 (2021)
- V. Sedov, A. Martyanov, A. Altakhov, A. Popovich, M. Shevchenko, S. Savin, E. Zavedeev, M. Zanaveskin, A. Sinogeykin, V. Ralchenko, V. Konov. Coatings, 10 (10), 939 (2020)
- H. Yamada, A. Chayahara, Y. Mokuno, Y. Horino, S. Shikata. Diam. Relat. Mater., 15 (9), 1383 (2006)
- E.E. Ashkihazi, V.S. Sedov, D.N. Sovyk, A.A. Khomich, A.P. Bolshakov, S.G. Ryzhkov, A.V. Khomich, D.V. Vinogradov, V.G. Ralchenko, V.I. Konov. Diam. Relat. Mater., 75, 169 (2017)
- E. Ashkinazi, S. Fedorov, A. Khomich, V. Rogalin, A. Bolshakov, D. Sovyk, S. Grigoriev, V. Konov. C (MDPI), 8 (4), 77 (2022)
- E.E. Ashkinazi, V.Yu. Yurov, V.S. Sedov, A.P. Bolshakov, V.E. Rogalin, I.A. Antonova, V.G. Ralchenko, V.I. Konov. Nondestructive diagnostics of diamond coatings of hard-alloy cutters (Ekaterinburg, Russia, 2019)
- V.Y. Yurov, E.E. Ashkinazi, E.V. Zavedeev, A.K. Martyanov, I.A. Antonova, V.G. Ralchenko. Mater. Today Proc., 38, 1736 (2021)
- S.A. Catledge, Y.K. Vohra. J. Appl. Phys., 83 (1), 198 (1998)
- M.L. Terranova. Biomedicines (MDPI), 10 (12), 3149 (2022)
- G. Heinrich, T. Grogler, S.M. Rosiwal, R.F. Singer. Surf. Coat. Technol., 94- 95, 514 (1997)
- E.E. Ashkinazi, S.V. Fedorov, A.K. Martyanov, V.S. Sedov, A.F. Popovich, A.P. Bolshakov, D.N. Sovyk, S.G. Ryzhkov, A.A. Khomich, E.V. Zavedeev, A.P. Litvinov, V.Y. Yurov, S.N. Grigoriev, V.I. Konov. Coatings (MDPI), 13 (7), 1156 (2023)
- A. Van der Drift. Philips Res Rep., 22 (3), 267 (1967)
- V.G. Ralchenko, E. Pleuler, F.X. Lu, D.N. Sovyk, A.P. Bolshakov, S.B. Guo, W.Z. Tang, I.V. Gontar, A.A. Khomich, E.V. Zavedeev, V.I. Konov, Diam. Relat. Mater., 23, 172 (2012)
- V. Sedov, A. Martyanov, S. Savin, E. Zavedeev, O. Kudryavtsev, H. Bland, S. Mandal, O. Williams, V. Ralchenko, V. Konov. Diam. Relat. Mater., 114, 108333 (2021)
- И.В. Лебелев. Техника и приборы СВЧ (Высшая школа, М., 1970), ч. 1
- В.Е. Голант. Сверхвысокочастотные методы исследования плазмы (Наука, М., 1968)
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.