Эффекты механического вихревого воздействия на кристаллы алмаза Текст научной статьи по специальности «Физика»

80

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

Карасев В. Ю.

Научно-технический центр "Фонон", http://www.phonon.ru 143900, Московская область, Российская Федерация Поступила в редакцию 16.05.2014

Представлена действительным членом РАЕН С.П. Губиным 20.05.2014

Приводится новый принцип механического волнового воздействия на кристаллы алмаза. Показана принципиальная возможность возникновения необратимых сильнонеравновесных явлений в кристаллах алмаза при формировании в их объёме волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта. Взаимодействие этих волновых потоков в объёме алмаза приводят как к изменению дефектно-примесной структуры алмаза, снятию внутренних напряжений, так и к формированию морфологического рельефа поверхности кристалла без непосредственного касания всей его поверхности инструментом. Использование принципа волнового воздействия на кристаллы алмаза позволяет формировать поверхности, описываемые уравнениями второго порядка (сферические, цилиндрические, конусообразные). Представлены результаты механического воздействия зёрен абразива инструмента, их траекторий движения с определёнными кристаллографическими направлениями на поверхности алмаза. Рассмотрены гипотезы формирования и взаимодействия волновых потоков энергии упругих деформаций в объёме алмаза.

Ключевые слова: квантово-волновое воздействие, винтовое возмущение волнового фронта, энергетические вихри, поле упругих деформаций, неравновесное состояние, динамическая вихревая среда.

УДК 621.3+537.33____________________________

содержание

1. введение (80)

2. аппаратура и методика обработки алмаза (81)

3. волновое возбуждение фононной подсистемы алмаза двухосевой обработкой(81)

4. анализ рельефа поверхности (83)

5. снятие внутренних напряжений в алмазе (87)

6. поверхность октаэдрической грани алмаза (90)

7. гипотезы квантово-волновой обработки (91)

8. заключение (96) литература (97)

1. ВВЕДЕНИЕ

О самом известном и самом загадочном кристалле — кристалле природного алмаза к настоящему времени известно многое. И структура, и типы дефектов, и физико-химические свойства. Учитывая уникальность его физических свойств вполне возможно прогнозировать его эффективное применение в различных областях человеческой деятельности, от микро- и оптоэлектроники и приборостроения до связи и медицины. По совокупным свойствам с алмазом не может сравниться ни один из известных человеку материалов твёрдого тела. До сих пор он хранит свою тайну происхождения — рождается ли алмаз в кимберлите (лампроите) или только выносится кимберлитовой (лампроитовой) магмой из глубины Земли. В нашей стране открыты алмазы 1

новых генетических типов в самых необычных на первый взгляд геологических образованиях — ударно-метаморфогенные (импактные) и динамо-метаморфогенные (в метаморфических комплексах) [1]. Кристаллизация алмазов в природе — процесс многогранный. Современный синтез алмаза есть всего-навсего имитация некоторых возможных природных вариантов процессов алмазообразования.

Применение алмаза, например, в твердотельной электронике [2] сдерживается отсутствием надёжного источника материала требуемого качества. Стоимость природных кристаллов алмаза размером 2-4 мм невелика, что делает их доступным для использования в таких приборах, как дозиметры или фотоэлементы для анализа ультрафиолетового излучения Солнца [3]. Но главное препятствие широкому применению кристаллов природного алмаза является содержание в них неконтролируемых дефектов и примесей, что приводит к огромному разбросу их параметров. Поэтому, создание условий высокоэффективного влияния на изменение дефектно-примесной структуры алмаза с целью уменьшения разброса этих параметров является важной технологической задачей.

Обрабатывается алмаз в основном только механическим способом и только алмазом. Это единственный эффективный способ,

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

удовлетворяющий критерию оптимальности воздействия. Этот критерий позволяет получать приемлемое качество обработки при оптимальных затратах. Экзотические и дорогостоящие методы воздействия на алмаз (термохимия, плазмохимия, лазерная абляция и др.) в данной работе не рассматриваются, как не актуальные.

В этой статье в очень общих чертах приводится основной принцип нового квантово-волнового метода механического воздействия на кристаллы алмаза [4] и его отличие от традиционного метода обработки [5]. При этом по вполне понятным причинам не приводится подробного описания применяемых ноу-хау [6] в режимах и алгоритмах воздействия на кристаллы алмаза.

2. АППАРАТУРА И МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ АЛМАЗА

Система воздействия на алмаз представляет собой экспериментальную установку, основной узел которой - малогабаритный настольный станок с числовым программным управлением, основы которого заложены в [7], позволяющий программировать обороты и частоту воздействия инструмента на алмазный образец, задавать давление на кристалл, время и алгоритм воздействия, измерять и контролировать величину съёма материала, токовые характеристики своей силовой части, уровень и характер заданных вибраций инструмента, температуру обрабатываемого алмаза и многие другие параметры.

Система имеет несколько задаваемых степеней свободы: позиционирование обрабатываемого кристалла по основным координатам X, Y, Z; гониометрическое устройство наклона и вращения кристалла по координатам 0 и ф, и самое главное, что отличает систему от любого другого оборудования для обработки алмаза — двухосевое движение инструмента обработки по осям а и |3. Именно это движение формирует когерентные поля упругих деформаций в кристалле алмаза и создаёт квантовые волновые потоки с винтовым возмущением волнового фронта. Используемое гониометрическое устройство крепления объекта делает возможным с высокой точностью формировать на алмазе поверхности, описываемые уравнениями второго порядка [8]: сферические, параболические, конусообразные.

В традиционном методе обработки кристаллов алмаза [5] обрабатывающий инструмент (0 ~3500 мм), шаржированный алмазным абразивом (зернистость абразива, как правило, составляет ~ 10/7 мкм), вращается с определённой скоростью (~3500 об/мин) вокруг своей оси. Движение зёрен абразива вращающегося инструмента по обрабатываемой алмазной поверхности в данном случае можно представить как прямолинейное и равномерное. Величина линейной скорости

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 81 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

движения этих зёрен достаточна для образования микросколов на поверхности хрупкого алмаза, что и обеспечивает определённую производительность и качество процесса обработки.

В нашем случае движение шаржированного алмазным абразивом (10/7 мкм) инструмента является двухосевым. Инструмент вращается вокруг своей оси и перемещается параллельно вокруг некой заданной оси. В результате мы имеем независимое двухосевое вращение и перемещение инструмента, которое и обеспечивает сложное циклическое движение зёрен абразива относительно обрабатываемой поверхности алмаза, описываемое уравнениями второго порядка [9].

Диаметр инструмента и скорость его вращения задают требуемую линейную скорость движения абразивного зерна, взаимодействие которого с поверхностью кристалла в этом случае, как правило, не превышает предел её упругости, что сводит к минимуму образование микросколов по моделям Герца и Ауэрбаха [10].

3. ВОЛНОВОЕ ВОЗБУЖДЕНИЕ ФОНОННОЙ ПОДСИСТЕМЫ АЛМАЗА ДВУХОСЕВОЙ ОБРАБОТКОЙ

В традиционной технологии обработки алмазов в бриллианты одним из определяющих моментов является обеспечение стабильности оборотов вращающегося инструмента. В этом случае линейная скорость каждого зерна абразива в точке касания инструмента с алмазом (VJ является величиной постоянной (рис. 1).

На рисунке: горизонтальная линия—линейная скорость среднестатистического зерна абразива при использовании стандартной технологии (V ). Волнистая линия — характер изменения скорости аналогичного зерна абразива относительно обрабатываемой поверхности алмаза при применении квантово-волнового метода обработки (A V= V,— V)

В данном случае обрабатывающий инструмент имеет одну ось вращения а (с циклической частотой а) вокруг своего геометрического центра и одновременно совершает независимое эксцентричное перемещение как целое тело вокруг другой, но

инструмента как функции времени t.

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

82

КАРАСЕВ В. Ю.

неподвижной оси в (с циклической частотой в). Расстояние между подвижной а и неподвижной в осями вращения (г) является аппаратурным фактором и выбирается в соответствии с используемым алгоритмом обработки.

Важно заметить, что параметр AV (рис. 1) как приращение линейной скорости движения инструмента относительно обрабатываемой поверхности алмаза есть величина постоянная в любой точке контакта обрабатывающего инструмента с кристаллом и зависит только от г. Следовательно, и тангенциальное ускорение всех зёрен, участвующих в процессе генерации возмущающих волн в обрабатываемом алмазе, будет также инвариантно относительно координат контакта. В этом суть одного из многочисленных разновидностей наших алгоритмов воздействия. В этих алгоритмах так же предусмотрена возможность задаваемого вращательного и возвратно поступательного перемещений кристалла алмаза относительно инструмента.

Критерий пространственного постоянства AV является определяющим фактором при создании когерентного волнового поля упругих деформаций в объёме алмаза. Когерентность — согласованное протекание во времени и пространстве нескольких колебательных или волновых процессов. Частота а вращения инструмента в разработанном оборудовании с ЧПУ может находиться в диапазоне 0^10000 об/ мин., частота в варьируется в пределах 0^120 Гц. Конкретные параметры и соотношения частот в случае независимого двухосевого механического движения инструмента определяются

поставленной целью и задачей при применении этого нового метода обработки алмаза.

Обработка алмазной поверхности

проводится в сочетании с принципом волнового возбуждения фононной подсистемы кристалла

[11]. Этот принцип был развит и адаптирован нами непосредственно к процессу механической обработки алмаза. В результате чего суть способа обработки можно описать следующим образом.

Скорость распространения акустических колебаний в кристалле алмаза составляет 18 350 м/с (скорость распространения продольной волны) и 12 000 м/с (скорость распространения поперечной волны). Продольные волны (V) обусловлены деформациями сжатия-растяжения, поперечные волны (V) вызываются деформациями сдвига. Учитывая размеры кристалла и низкий коэффициент затухания акустических волн (волн упругих деформаций) при отражении от внутренних поверхностей алмаза, можно сделать предположение о формировании определённой динамической волновой среды в объёме алмаза при нашем воздействии. 1

Источником гармонических колебаний кристаллической решётки кристалла в этом случае являются зёрна абразива обрабатывающего инструмента. С незначительными

изменениями, продиктованными условиями волновой теории, мы используем инструмент аналогичный инструменту, применяемому в алмазообрабатывающей промышленности. В этом случае сам принцип воздействия (алмаз по алмазу) механической обработки сохраняется.

При определённых условиях такого волнового возбуждения системы достигается значительный уровень локальной концентрации волновой энергии [11]. При этом концентрирование энергии происходит, как правило, в отдельных микрообластях кристаллической структуры алмаза (доменах), где реализуется интенсивное взаимодействие волн упругих деформаций.

Критическая ситуация в процессе концентрирования энергии создаётся, когда частота колебаний атомов в каждом домене достигает значения (дебаевская частота

колебаний атомов в алмазе составляющая ~ 2-1014 сек-1) и амплитуда колебаний атомов становится соизмеримой с параметром элементарной ячейки а0 алмаза (а0 = 0.357 нм).

Поскольку речь идёт о волновых процессах, то целесообразно рассмотрение кристалла с точки зрения некоего волнового резонатора с предполагаемой его оптической схемой. В этом направлении исследований мы основывались на анализе природных пространственных конфигураций (форм) алмаза, которые подсказали алгоритмы технологического формирования оптической схемы кристалла [12].

Поскольку созданный метод обработки позволяет формировать поверхности, описываемые уравнениями второго порядка, независимо от кристаллографической ориентации алмаза, то и природный кристалл алмаза в наших экспериментах рассматривался с точки зрения совокупности подобных трёхмерных образований.

Так как скорость распространения продольных акустических волн в алмазе составляет ~18 км/с, а поперечных ~12 км/с, то даже кратковременное прикосновение работающего инструмента к любой точке поверхности кристалла создаёт дальнодействующее волновое поле в его объёме. В этом случае необходимо учитывать уникальную конфигурацию поверхности природных кристаллов алмаза. Эта специфика форм диктует условия для создания внутренних волновых деформационных потоков посредством внешнего когерентного воздействия.

Важно заметить, что в этой ситуации накопленная энергия взаимодействующих волн поглощается кристаллической средой не

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 83 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

равномерно, а всей порцией. То есть реализуется квантово-размерный эффект поглощения волновой энергии. При этом за малое время (~1045с) уровень волновой энергии в домене может достигать значения 10-13^10-14 Дж. Очевидно, что такие высокоэнергетичные домены являются наиболее вероятными местами разрушения поверхностного слоя кристалла.

Отметим следующее: при таком локальном разрушении поверхностного слоя упругое давление в этих доменах составляет примерно (1.6-2.5>109Н •м-2. Это на порядок меньше величины критического напряжения о ~ 2-1010Н-м-2, необходимого для возникновения поверхностной трещины по известным моделям Герца и Ауэрбаха, где разрушение кристалла происходит путём образования микросколов.

В связи с этим можно предположить, что при определённых условиях управляемого когерентного волнового воздействия на кристалл алмаза материал из его поверхностного слоя будет удаляться преимущественно в форме нанокластеров.

По нашим оценкам размер этих кластеров находится в диапазоне 3^350 нм, в зависимости от условий волнового возбуждения при формировании поверхности алмаза. Заметим, что изменение поверхностной энергии при удалении кластеров не превышает 10-14 Дж. То есть имеет место энергетический выигрыш в этом процессе, что является косвенным подтверждением реализации механизма удаления материала в виде нанокластеров.

В морфологических мотивах рельефа реальных поверхностей, обработанных последовательно от уровня их шероховатости 4.43 нм до 0.52 нм в условиях когерентного волнового возбуждения, надёжно наблюдаются мелкие детали высотой (15^3) нм соответственно. В специальных условиях обработки шероховатость может достигать величины ~ 0.2 нм.

Контроль параметров морфологии шероховатости поверхности алмаза

(шероховатость R среднеквадратическая шероховатость R, размах высот R ) проводился

г q г max L

на атомно-силовых микроскопах (АСМ) марки Р4 Solver и Р47 Solver фирмы NT MDT (Россия) и рассчитывался по стандарту, заложенном в программном обеспечении микроскопа.

Разработанный кинематический принцип независимого двухосевого движения

обрабатывающего инструмента является инновационным и открывает новые ранее неизвестные возможности в обработке кристаллов алмаза [13].

4. АНАЛИЗ РЕЛЬЕФА ПОВЕРХНОСТИ

Применяемые нами условия воздействия зёрен абразива инструмента на алмаз, как мы

Рис. 2. Изображение поверхности алмазной пластины

(111).

предполагаем, не превышают предела упругой деформации кристалла. Таким образом, используя стандартный по своей сути инструмент, управляя только изменением определённого алгоритма волнового возбуждения (изменением программного обеспечения, задающего параметры для системы управления обработкой алмаза), мы добиваемся характерного многообразия рельефа поверхности в широком диапазоне её шероховатости.

На рис. 2 приведено изображение поверхности алмазной пластины, ориентированной в направлении (111), т.н. “твёрдое” направление в кристалле, которая обработана по традиционной технологии огранки алмазов в бриллианты [5]. В этом случае R = 18.2 нм, R = 20.2 нм, R =

J a у q у max

214.8 нм.

В мотиве рельефа поверхности обработанного кристалла наблюдаются характерные поверхностные конфигурации, свойственные обработке с реализацией механизма микросколов. Сформированный нашим методом микрорельеф поверхности алмаза (111) приведён на рисунках рис. 3 и рис. 4, где показано изменение морфологии поверхности при уменьшении величины её шероховатости (Ra) в зависимости от времени волнового воздействия (10 и 25 минут соответственно).

ни

Рис. 3. Время воздействия на пластину алмаза 10 мин.

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

84

КАРАСЕВ В. Ю.

Рис. 4. Время воздействия на пластину алмаза 25 мин.

На рис. 3 поверхность пластины алмаза имеет шероховатость R = 4.4 нм, R = 5.9 нм, R =

•L a 7 q 7 max

53.3 нм. На рис. 4 поверхность пластины алмаза имеет шероховатость R = 0.6 нм, R = 0.9 нм, R = 11.0 нм. q

max

Как видно из приведённых рисунков, обработанная по новому методу поверхность алмаза обладает своеобразным мотивом рельефа поверхности. Этот мотив продиктован неповторяемостью движения зёрен абразива по поверхности алмаза и протекающим в объёме алмаза и на его поверхности взаимодействием волн упругих деформаций. Вся обработанная поверхность представляет собой равномерную волнообразную субстанцию.

При подготовке поверхности пластин алмаза для проведения на них экспериментальных ростовых процессов молекулярно-лучевой эпитаксии плёнок кремния были выполнены пожелания технологов к формируемой поверхности алмаза. Эти требования заключались в основном к разориентации пластины алмаза на ~5° относительно направления (111) и, по возможности, создания минимальной шероховатости обработанной поверхности. На рис. 5 приведена характерная шероховатость поверхности пластин алмаза из этой серии, где R = 0.12 нм, R = 0.15 нм, R =

a q max

1.12 нм.

Подобная величина шероховатости поверхности алмазных пластин позволила успешно провести работы по эпитаксиальному росту монокристаллических плёнок кремния на алмазных подложках [14].

Одно из проявлений волнового воздействия на алмаз отразилось в формировании поверхностного слоя алмаза, который у нас получил условное название “шуба”. “Шуба” - реакция поверхности алмаза на волновое возмущение. Свойства динамической волновой среды в объёме алмаза, формирующейся при взаимодействии обрабатывающего 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

Рис. 5. Пластина алмаза (111), frame: 1.0x1.0 mkm2.

инструмента с поверхностью кристалла, во многом зависят от волновых характеристик взаимодействующих бегущих волн,

определяющих гармонические колебания его кристаллической структуры. Вполне очевидно, что созданная динамическая волновая среда объёма кристалла в свою очередь влияет на процесс волнового воздействия, происходящий в области контакта поверхности алмаза и обрабатывающего инструмента.

В [4] мы сделали предположение, что на инструменте все излучатели сферических волн (зёрна абразива) абсолютно одинаковы [15]. В реальности соблюсти подобные требования весьма проблематично. Существует разброс зернистости абразива, неравномерность его распределения по поверхности инструмента и т.д. Отсюда можно сделать предположение, что каждый применяемый инструмент, как функция возбуждения кристаллической среды, обладает своими определёнными волновыми характеристиками при воздействии на алмаз. Наиболее эффективным выполнением условий когерентного возбуждения системы, на наш взгляд, является взаимодействие в области контакта основных гармоник волновых функций инструмента и динамической волновой среды алмаза, совпадающих по своим параметрам.

Энергия волн, не участвующих эффективно в процессе когерентного возбуждения обрабатываемого алмаза, концентрируется в некоей приповерхностной области при его контакте с инструментом. В процессе концентрации волновой энергии при воздействии инструмента на алмаз в этой области формируется некая разупорядоченная кристаллофизическая

структура поверхности алмаза, которая идентифицируется электронной дифракцией как тонкое поликристаллическое образование, содержащие большое количество точечных дефектов. По нашим оценкам в зависимости

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

Рис. 6. Ъысокоразрешающее электронно-микроскопическое изображение границы раздела обработанной области

поверхности с объёмом алмаза. от алгоритмов воздействия толщина этого слоя может достигать ~1 мкм.

На рис. 6 (а) приведено изображение поперечного среза (110) границы раздела поверхности кристалла, где область контакта, т.е. участок обработанной поверхности (1), сопрягается с объёмной матрицей алмаза (2). На рис. 6(б) изображение этого же участка после Фурье-фильтрации. С хорошим разрешением (расстояние между плоскостями ~1.2бА) наблюдается система атомных плоскостей алмаза (110). Изображение получено методом высокоразрешающей просвечивающей

электронной микроскопии А. К. Гутаковским (Институт физики полупроводников СО АН РФ).

При проведении нашего процесса волнового воздействия на алмаз температура кристалла не превышает значений 40° С (в редких случаях и при специальных условиях ~60°С). Этот факт является важным характерным свойством всего метода обработки. Отсутствие условий образования микротрещин позволяет характеризовать процесс образования “шубы”, как строго волновой. По нашим экспериментальным данным, подобная неравновесная система такого слоя полностью восстанавливается в монокристаллическое состояние матрицы алмаза при нагреве в вакууме до температуры t ~850°С. Это свойство “шубы” в корне отличает её от существующих представлений о нарушенных слоях.

Проведённые исследования этого

неравновесного образования позволяют сделать некоторые выводы, которые, на наш взгляд, могут быть весьма существенны при изучении волнового воздействия на кристаллы алмаза и роли волновых процессов, происходящих как на поверхности, так и в его объёме.

Первое.

Создание в процессе воздействия

тонкого промежуточного слоя (“шубы”) позволяет не только влиять на возможность фильтрации спектров волнового возбуждения алмаза при обработке, тем самым повышая

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 85 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

степень когерентности воздействия, но и высокоэффективно обрабатывать поверхность алмаза любой кристаллографической ориентации механическим способом. При этом формировать с высокой степенью полировки (~0.2 нм) не только плоские поверхности, но и поверхности, описываемые уравнениями второго порядка (сферические, конусообразные, параболические и т.д.).

Второе.

Сохраняя заданную величину

шероховатости, при отжиге в вакууме этот слой (“шуба”) кристаллизуется (при t ~850°С) в монокристаллическую, атомарно чистую алмазную поверхность, создавая оптимальные условия для проведения ростовых процессов эпитаксии на поверхности кристалла [14].

Третье.

“Шуба”, обладая своей некоей макроструктурой, отличается (по нашим наблюдениям) повышенной твёрдостью относительно основной кристаллографической матрицы алмаза, характерными только для “шубы” оптическими свойствами, включая эффект частичной поляризации проходящего светового потока.

Бегущие в объёме волны, отражаясь от этого слоя, могут формировать в объёме алмаза систему стоячих волн, имеющих узлы в границе раздела алмаз — “шуба” и пучности на границе раздела, например, кристалла с атмосферой. По данным Оже-спектроскопии после обработки поверхности плоскопараллельной алмазной пластины на противоположной поверхности этой пластины, которая не соприкасалась с работающим инструментом, фиксируются аномалии в отражательных спектрах упругих электронов, говорящие об изменении электронной подсистемы этой поверхности алмаза.

Создав в объёме кристалла свою систему, стоячие волны в процессе воздействия продолжают взаимодействовать с бегущими волнами. Отсюда, динамическая волновая среда в объёме алмаза начинает обладать определённой взаимодействующей системой бегущих и стоячих волн. В этом случае проявляется вероятность концентрации волновой энергии и образование высокоэнергетических доменов на тех участках объёма алмаза, которые не соответствуют оптимальному (гармоничному) прохождению волновых процессов. Например, на дефектах кристаллической структуры, двойниковых границах и т.д.

По нашим данным, в этом случае в динамической волновой среде происходит изменение (корректировка) дефектно-примесной

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

86

КАРАСЕВ В. Ю.

структуры алмаза. Ниже мы приводим результаты исследований алмазной пластины до нашего воздействия и после волнового возбуждения.

Таблица 1

Пластина алмаза до волнового воздействия

Шифр пластины 49

Масса пластины карат 0.04

Толщина пластины, мм 0.38

А, края поглощения, нм 226 центр 224 периф

Концентрация азота в А-форме, ат/см3 2.201019 1.591019

Размер меньшей рабочей поверхности пластины, мм 3.00-2.00

Размер большей поверхности пластины, мм 3.45-2.75

Оптическая анизотропия, Р отн. ед. 44

СВЧ-фотопроводимость с 2-х сторон, Imax, отн. ед. 1175-804

По результатам этих исследований мы имеем факты, что после нашего волнового воздействия увеличилось содержание атомов азота в А-форме в объёме алмаза на ~25%, произошло снятие внутренних напряжений в пластине, улучшились оптические характеристики алмаза, в частности произошло уменьшение величины оптической анизотропии.

Известно, что кристаллы алмаза обладают анизотропией физических характеристик. Например, анизотропия механических свойств этого упругого тела (мягкие и твёрдые направления обработки) позволяет рассматривать алмаз, как некий нелинейный элемент при протекании в нем волнового процесса упругих деформаций. Вследствие этого, при нашей обработке материала в его объёме происходит резкое умножение частоты формируемого флуктуирующего волнового поля алмаза.

Таблица 2

Пластина алмаза после волнового воздействия 1

Шифр пластины 49

Масса пластины карат 0.04

Толщина пластины, мм 0.38

А, края поглощения, нм 226.4 центр 223.9 периф

Концентрация азота в А-форме, ат/см3 2.861019 1.2-1019

Размер меньшей рабочей поверхности пластины, мм 3.00-1.95

Размер большей поверхности пластины, мм 3.45-2.65

Оптическая анизотропия, Р отн. ед. 24

Примечание Значение толщины колеблется ± 0.02

Это умножение частоты происходит за счёт вклада в волновой процесс определённого вида гармоник высокого порядка, кратных основной частоте возбуждения, задаваемой алгоритмом. Это свойство алмаза расширяет возможности изменения его дефектно-примесной структуры, а также повышает эффективность формирования поверхностных и объёмных диссипативных структур при использовании квантово-волнового метода.

Важную роль при формировании динамической волновой среды и протекания волнового процесса в целом оказывает и форма обрабатываемого кристалла. Это вполне очевидно, т.к. бегущие когерентные волны отражаются в объём от внутренних поверхностей алмаза. Эффект формы алмаза может формировать и влиять на определённые свойства динамической волновой среды.

Наблюдается так же и влияние высокочастотной динамической волновой среды на конфигурацию определённых форм кристалла. Связь взаимная. В этом случае не исключена возможность в поверхностной области алмаза значительной локальной концентрации волновой энергии и, как следствие, трансформации (изменения) формы кристалла. В отдельных случаях нами наблюдался локальный выброс в атмосферу материи алмаза при нормальных условиях на тех участках поверхности кристалла, которые не подвергались воздействию инструмента (“шуба” отсутствовала).

На рис. 7 (а) приведено изображение пластины из синтетического алмаза. В центре видна затравка. Так же наблюдается типичная картина внутренних напряжений в полном соответствии с кристаллографией кристалла. Светлые области вокруг места расположения затравки вызваны внутренними напряжениями по причине высокой скорости роста кристалла в начальный период синтеза. На рис. 7(б) приведено изображение бокового ребра пластины.

Эта пластина была обработана по сложному алгоритму. Суть алгоритма обработки заключалась в следующем. После воздействия первого алгоритма на поверхность пластины, следующий более высокочастотный алгоритм

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

задавался таким образом, чтобы сохранялась кратность фаз накладываемых волновых функций. Для каждой поверхности пластины сложный алгоритм включал пять простых алгоритмов, синхронизированных по этому принципу (принципу кратности фаз). Верхняя и нижняя плоскости подвергались одинаковому воздействию. Волновое возбуждение кристалла по обеим плоскостям было проведено в одних и тех же условиях. На рис. 8 приведено изображение пластины после волнового воздействия (а) и трансформированное ребро пластины (б).

Сравнение рис. 7 и рис. 8 показывает о прошедших изменениях в алмазной пластине. В данном случае нас интересует произошедшая трансформация боковых рёбер алмаза и образование неких “желобков” на каждом ребре. По всей видимости, характер протекания волновых процессов в алмазной пластине был дополнительно обусловлен формой кристалла и созданием “шубы” на обеих поверхностях. Динамическая волновая среда находилась как бы между обкладками “конденсатора”, где роль обкладок играла “шуба”. В этом случае концентрация высокочастотной волновой энергии особо проявилась на рёбрах, как концентраторах высокочастотной энергии. Общий характер изменения внутреннего состояния пластины хорошо наблюдается в поляризованном свете (рис. 9).

5. СНЯТИЕ ВНУТРЕННИХ НАПРЯЖЕНИЙ В АЛМАЗЕ

В традиционной технологии огранки алмазов существует понятие “поверхностная скульптура”. Этот термин характеризует морфологический рельеф природного кристалла алмаза до его обработки. Нетронутая

Рис. 9. Обработанная пластина в поляризованном свете.

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 87 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

поверхность природной морфологии алмаза, сформированная в окончательной стадии природного ростового процесса, отличается огромным многообразием своего рельефа.

Эта поверхностная скульптура (ещё она имеет термин “природная рубашка алмаза”) настолько многообразна и иногда настолько красива, что придаёт определённый шарм и индивидуальность каждому кристаллу. В процессе огранки эта “рубашка” зашлифовывается и превращается в определённый набор плоских двумерных граней, т.е. в бриллиант.

Кристаллы алмаза оптически изотропны, однако довольно часто в их объёме возникают упругие напряжения, приводящие к появлению аномального двупреломления, эффект которого используется при диагностике алмаза в поляризованном свете. Алмазы с большими внутренними напряжениями обладают сильным аномальным двупреломлением, проявляющимся в виде яркого интерференционного окраса.

Узоры двупреломления могут

быть различными: полосчатыми,

соответствующими зональному строению

кристаллов или связанными с плоскостями скольжения; радиально-лучистыми,

вызванными дислокациями роста

кристаллов; в виде изоклин, вызванных

объёмными напряжениями в алмазе; в виде фантомов, обусловленных напряжениями, направленными в разные стороны; вызваны включениями посторонних минералов.

Существующие приёмы снятия внутренних напряжений не всегда приводят к желаемому результату. Например, термическая обработка алмазов позволяет частично снимать внутренние напряжения в кристаллах и таким образом повышать их прочностные свойства. Экспериментальные работы показывают, что прочность термически обработанных алмазов при статическом одноосном сжатии может повышаться на 20-40%. Режим термической обработки заключается в нагреве алмазов до 920-940° С с последующим медленным охлаждением. Несмотря на дороговизну и сложность подобного технологического процесса, он не всегда приводит к желаемому результату, сохраняя риск расколов и изменения цвета алмазного сырья. Наш метод воздействия при обработке алмаза в процессе формирования динамической волновой среды позволяет целенаправленно при комнатной температуре изменять величину и структуру внутренних напряжений в алмазе.

В качестве примера приведём результаты работ по снятию внутренних напряжений

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

88

КАРАСЕВ В. Ю.

Рис. 10. Природный кристалл алмаза. в кристалле алмаза. На рис. 10 представлен природный кристалл алмаза, используемый в гранильном производстве для изготовления бриллианта.

Анализ внутренних напряжений в алмазе проводился в поляризованном свете в скрещенных поляризаторах [16]. Этот анализ показал распределение аномального двупреломления в виде мозаично распределённых интерференционных окрасок в самых различных участках объёма кристалла (рис. 11).

Для снятия внутренних напряжений в кристалле алмаза нами был разработан специальный алгоритм воздействия. Сложность задачи по снятию внутренних напряжений заключалось ещё и в том, что было необходимо обеспечить минимальный съём материала при воздействии на кристалл, сохранив при этом в неприкосновенности всю изначальную форму алмаза. На рис. 12 приведено изображение алмаза после снятия внутренних напряжений.

Плоское изображение фотографии не даёт той полноты информации, которую обеспечивает бинокулярный (стереоскопический) микроскоп. При анализе объёмного изображения внутреннего состояния алмаза можно было констатировать, что интерференционный окрас напряжённых участков объёма алмаза 1

Рис. 11. Изображение напряжённых областей в объёме алмаза в поляризованном свете в скрещенных поляризаторах.

переместился из объёма кристалла на его поверхность и распределился в неровностях его природной «рубашки». Объём же алмаза представлял однородное состояние без видимых напряжённых участков.

Хорошо заметна на фотографии некоторая волнистость (полосатость) изображения (муар). Этот муар возникает вследствие переноса внутренних напряжений из объёма алмаза в приповерхностный слой его природной “рубашки” и возникновением двупреломления на остаточных напряжениях между основной матрицей алмаза и его “рубашкой”. Конфигурация поверхностного состояния “рубашки” вследствие своего несовершенства аккумулирует основную часть перенесённых из объёма напряжений путём упругой деформации своей кристаллической структуры. В результате этого возникает разность хода поляризованного луча при прохождении объёма матрицы алмаза и его напряжённого поверхностного состояния “рубашки”. Вследствие этого образуется интерференционная картина изображения типа “муар”. При огранке алмаза “рубашка” зашлифовывается, оставляя само тело кристалла без видимых напряжённых участков.

Управление состоянием динамической волновой среды алмаза позволяет влиять на кристаллофизическое состояние алмаза в широких пределах. Либо полностью избавляться от внутренних напряжений, либо частично, а то и просто слегка ими манипулировать.

Особый эффект возникает при “комбинированной” генерации волновой энергии в объём алмаза. Определённый алгоритм возбуждения структуры алмаза сначала с одной частотой формирует периодическое снятие внутренних напряжений, а потом на это сформированное состояние остаточных напряжений накладывается волновая энергия другой частоты (используемые частоты воздействия находятся в основном в диапазоне 1 — 10 Гц в зависимости от состояния кристалла и поставленной задачи). В результате в объёме алмаза формируются некие однородные области “модулированной плотности”, которые

Рис. 12. Изображение состояния алмаза в поляризованном свете после снятия внутренних напряжений.

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

разлагают падающий свет на цвета оптического спектра.

Возникают так же и другие возможности влияния на структуру алмаза, продиктованные волновыми свойствами динамической волновой среды: амплитудные, частотные, фазовые и их комбинации [13].

Особенно эффектно этот приём проявляется на низкосортном и сильнонапряжённом сырье, которое малоэффективно используется в гранильной промышленности при производстве бриллиантов. В традиционной технологии обработки алмазов в бриллианты в дефектном и напряжённом сырье, при определённых условиях воздействия на алмаз, в объёме кристалла формируются участки, на которых происходит разложение падающего или проходящего светового потока на цвета оптического спектра. Этот эффект мы условно назвали “радуга”.

Проведённые эксперименты по отработке алгоритмов при формировании внутренней структуры напряжённого кристалла позволили выделить из всего многообразия три характерных типа радуги. Конечно это условная классификация, связанная с применением определённого алгоритма волнового

возбуждения алмаза [13].

Радуга первого типа может возникать в природном алмазе при применении принципа “частотной модуляции”. Суть этого алгоритма сводится к следующему. Первоначально в кристалле алмаза при его обработке создаётся волновая среда одной частоты. За определённое время в алмазе, под воздействием этого динамического волнового поля, происходит частичное снятие внутренних напряжений. После этого к алмазу прикладывается волновое возбуждение другой частоты. Наложение волновых потоков приводит к взаимодействию формируемых волновых полей и созданию некой модулированной периодичности остаточных внутренних напряжений в кристалле, на которой происходят эффекты дисперсии светового потока. Подобная процедура повторяется несколько раз. При этом соблюдается условие строгой стабильности параметров применения волнового процесса.

Принцип “частотной модуляции” волнового поля напряжённого кристалла формирует участки внутренних напряжений, на которых может происходить дисперсия светового потока во всём объёме кристалла независимо от площади поверхности контакта при воздействии инструмента на алмаз. При этом наблюдаемый эффект дисперсии светового потока может проявляться независимо от природной оболочки (“рубашки”) алмаза.

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 89 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

Радуга второго типа формируется при применении алгоритма, который мы назвали “фазовая модуляция” волнового поля алмаза.

В этом случае в объёме кристалла создаётся волновое поле строго заданной частоты. В процессе воздействия через определённое время, сохраняя заданную частоту, меняется (сдвигается) фаза прилагаемого волнового возбуждения.

В этом случае напряжённые области в объёме алмаза формируются во вполне характерные для этого типа возбуждения конфигурации, на которых происходит дисперсия светового потока, отличного от радуги первого типа. Подобное проявление эффекта дисперсии, как нами замечено, проявляется в основном на границах раздела двойников или на тонких межфазных границах [17].

Радуга третьего типа в основном формируется при применении комбинированного алгоритма волнового воздействия, когда происходит изменение и частоты вынужденных колебаний и фазы входящего волнового потока. Отличие этого типа дисперсии заключается, по всей видимости, в исходном состоянии дефектных областей алмаза. Как правило, эти тонкие области имеют небольшие линейные размеры и при волновом возбуждении формируются в некие полусферические трёхмерные образования, на которых происходит дисперсия светового потока.

Следует отметить, что формирование радуги того или иного типа связано в первую очередь с состоянием внутренних напряжений в дефектных областях алмаза. Мы создаём только условия для определённой релаксации этих напряжений. По какому пути пойдёт формирование напряжённых участков в объёме кристалла и возникновение на них дисперсии светового потока определяется и типом дефектов кристаллической решётки, и наличием различных примесей, границ раздела и т.д. и т.п.

И в этом случае получаемая внутренняя картина алмаза определяется изначальным состоянием его дефектно-примесной структуры.

Динамическая высокочастотная волновая среда, обладая своими начальными волновыми характеристиками, снимает внутренние напряжения в кристалле, делая его более совершенным, изменяет дефектно-примесную структуру кристалла, трансформирует форму алмаза. Тем самым формирует условия для изменения параметров своей изначальной функции на функцию с другими характеристиками.

Переходя в область ещё более высокочастотных характеристик, увеличивая степень когерентности системы кристалла, динамическая волновая среда влияет также на

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

90

КАРАСЕВ В. Ю.

“шубу”, трансформация которой опять создаёт условия для нового производства энтропии. Со временем вся динамическая система алмаза приходит в некое равновесное состояние. Это достигнутое равновесное состояние системы не меняется в процессе дальнейшей обработки при условии постоянства алгоритма возбуждения. После снятия воздействия, кристалл алмаза, перейдя на новый уровень своей энтропии, сохраняет свои вновь приобретённые характеристики и свойства.

6. ПОВЕРХНОСТЬ ОКТАЭДРИЧЕСКОЙ ГРАНИ АЛМАЗА

На основании многолетнего опыта традиционной обработки алмаза алмазным порошком на чугунном диске установлено, что интенсивность процесса шлифования зависит от ориентации алмаза, скорости шлифования, удельного давления на контактную поверхность, зернистости и концентрации алмазного порошка на рабочей поверхности ограночного диска [5].

На наш взгляд в традиционной технологии обработки алмазов превалирующим фактором, влияющим на процесс обработки, является определение мягкого направления шлифования алмаза. При рассмотрении структуры алмаза изучена характерная для кристаллов алмаза анизотропия твёрдости (грани куба — грани ромбододекаэдра — грани октаэдра), которую необходимо учитывать при обработке.

На рис. 13 мы приводим часть рисунка из [5], где схематически изображены плоские сетки твёрдого и мягкого направлений в структуре алмаза октаэдра, где 1 — плоские сетки куба, 2 — плоские сетки октаэдра, 3 — плоские сетки ромбододекаэдра. Пунктирными стрелками показаны твёрдые направления шлифования, сплошными — мягкие направления.

Как уже отмечалось ранее, съём материала при применении нашей технологии обработки алмаза не сильно зависит от его кристаллографического направления. Но анализ плоских сеток обработки в структуре алмаза позволил сформировать условия проведения 1

Рис. 13. Схема размещения плоских сеток в структуре алмаза октаэдра.

эксперимента, наверное, самого необычного по своим результатам в изучении возможностей нашей технологии. На рис. 14 приведена схема плоских сеток в структуре алмаза октаэдра задействованных в процессе эксперимента. Мягкое направление (а), твёрдые направления (Ь и Ь^, движение зёрен абразива инструмента (c) в двухосевой системе.

Движение зёрен абразива в нашем случае двухосевого движения инструмента имеет циклический характер относительно обрабатываемой поверхности алмаза.

Задачей предстоящего эксперимента являлась активизация волнового возбуждения кристалла на плоскости октаэдра одновременно по твёрдым Ь1 и Ь2 направлениям (рис. 14). В этом случае предполагалось зафиксировать какое-либо характерное проявление динамической волновой среды алмаза, сформированной из воздействия инструмента на эти два кристаллографических направления.

Был отобран природный кристалл алмаза октаэдрического габитуса. Алгоритм обработки поверхности выбранной грани октаэдра разработан с учётом симметричной и строгой периодичности движения зёрен абразива инструмента относительно направления (а) рис. 14 на этой плоскости.

Вполне очевидно, что при давлении обрабатывающего инструмента на алмаз (или алмаза на обрабатывающий инструмент) возникает сопротивление алмаза обработке и величина этого сопротивления (усилие прижима) может быть зафиксирована в процессе воздействия на кристалл. В нашей системе воздействия (станок с ЧПУ) промышленный компьютер фиксирует этот задаваемый параметр алгоритма обработки (величину усилия прижима объекта к инструменту). Также в процессе воздействия контролируется величина съёма материала в единицу времени, что в определённой степени может являться показателем эффективности процесса обработки.

Существующие способы обработки алмаза — самого известного и самого твёрдого из известных материалов, имеют вполне определённые

Рис. 14. Схема использования направлений обработки в процессе проведения эксперимента.

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 91 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

величины съёма этого кристалла и эти величины в общем случае имеют размерность ~ мкм/сек. Процесс не быстрый и зависит от многих и многих факторов. Как сказано в [5]:

МЙНЗДРЛЬШС ЗШЧСННС HHTfUfLflHM'fH I tip^iiLur) (тиха алМИЦ в плескоего: Гплболикиме. . вди

Кт*>...............Г..С1Ц

дкпмл................мим

Поэтому, при проведении планируемого эксперимента по обработке плоскости октаэдра постоянное усилие прижима алмаза к инструменту было задано ~200 грамм, а величина съёма материала являлась фиксируемым параметром за какое-то разумное время. Величину времени решено было определить (зафиксировать) в процессе проведения эксперимента.

К сожалению, точное значение величины съёма материала в этом случае, случае проведения эксперимента, так установить и не удалось. При подаче инструмента к алмазу система обработки фиксировала момент касания инструмента алмаза, но сопротивление этой системы алмаз-инструмент за доли секунды изменялось до нуля. При вторичной подаче инструмента к алмазу также фиксировался момент касания, но сопротивление системы алмаз-инструмент опять резко падало до нуля. Зафиксировать стабильное состояние сопротивления алмаза обрабатывающему инструменту не удалось. Поверхность воздействия обрабатывалась, а сопротивление алмаза отсутствовало. Эксперимент был завершён при явном изменении поверхности кристалла после двух попыток фиксации сопротивления кристалла. Завершение эксперимента произошло с целью сохранения исходного алмазного сырья.

Нескрываемое удивление у нас вызвало состояние “обработанной” поверхности октаэдрической грани. Следует заметить, что эта грань является “твёрдой” гранью (111) в алмазе типа октаэдра (рис. 15). На рис. 15 приведено изображение “обработанной” грани и увеличенный фрагмент её морфологии.

Подобные “барханы” на поверхности алмаза могут образоваться только в одном случае, в случае состояния поверхности алмаза близкой к жидкому состоянию. А их линейные размеры никоим образом не связаны с размерностью

Рис. 15. Состояние поверхности алмазной грани после эксперимента.

Рис. 16. Отверстие в виде колодца в алмазе.

зерна используемого абразива (—10/7 мкм). Геометрический размер “обработанной” грани —3х3 мм. Фото сделано в отражённом свете.

Характер расположения этих “барханов” при применении двухосевой системы обработки позволяет сделать предположение, что они образовались на плоскости октаэдра в мягком направлении (а) в последний момент отрыва инструмента от поверхности воздействия. Температура алмаза в процессе эксперимента при этом составляла —23.5°С. Но наибольшее удивление у нас вызвало возникшее на соседней грани образование (рис. 16) шестигранного отверстия в виде колодца (отмечено стрелкой) с поверхности алмаза в его объём.

Входной диаметр этого углубления составил —0.5 мм, а глубина —0.7 мм. Структура стенок и дна этого колодца представляла собой многогранные рельефные образования и не носила следов ни химического воздействия атмосферы, ни какого либо другого воздействия (травления или полирования), отражающегося на их внутреннем состоянии поверхности.

7. ГИПОТЕЗЫ КВАНТОВО-ВОЛНОВОЙ ОБРАБОТКИ

Прежде чем попытаться обобщить полученные результаты проведённых экспериментов, обратимся ещё раз к более подробному рассмотрению метода двухосевого воздействия инструмента на алмаз на конкретном примере.

Обрабатывающий инструмент имеет ось вращения а (рис. 17). Эта подвижная ось перемещается вокруг неподвижной оси в по траектории окружности с радиусом г. Величина r является аппаратурным фактором и не меняется в процессе воздействия.

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

92

КАРАСЕВ В. Ю.

Ось вращения а является центром инерции обрабатывающего инструмента, диаметр рабочей поверхности которого выбирается от поставленной задачи воздействия и имеет размер в несколько раз больше, чем г. В данном случае в этой схеме плоскость чертежа можно условно рассматривать, как % часть поверхности инструмента.

Вполне очевидно, что вся рабочая поверхность инструмента одновременно перемещается вокруг неподвижной оси в по траектории окружности с радиусом г. В этом случае любая точка касания инструмента с обрабатываемой поверхностью алмаза описывает аналогичную траекторию окружности по поверхности инструмента

(окружность диаметром 2 г, рис. 17).

В качестве примера циклического

воздействия инструмента на кристалл алмаза рассмотрим предыдущий эксперимент (рис. 14). Начальная (задаваемая) кристаллографическая ориентация обрабатываемой поверхности плоскости октаэдра (с учётом направления движения зёрен абразива инструмента) была проведена относительно траекторий движения абразива по мягкому направлению (а) рис. 14. Это направление соответствует движению зёрен абразива С3 на рис. 17. Положение оси а в этом случае соответствует, например, положению а относительно оси р. При этом линейная скорость движения зёрен абразива составляет V и происходит эффективное воздействие инструмента по мягкому направлению ( ) обрабатываемой поверхности.

При эксцентричном перемещении

оси а в положение а обрабатывающая поверхность инструмента также перемещается по окружности относительно неподвижной обрабатываемой плоскости октаэдра алмаза. Кристаллографическая ориентация траекторий движения зёрен абразива относительно

неподвижной плоскости октаэдра изменяется на С2 и совпадает с твёрдым направлением b2 поверхности октаэдра рис. 14. Величина линейной скорости V2 при этом уменьшается относительно V, поскольку уменьшается радиус движения зёрен абразива инструмента на величину г .

При перемещении оси а в положение а инструмент относительно неподвижной обрабатываемой поверхности алмаза занимает позицию, аналогичной движению зёрен

абразива позиции инструмента в положении а . При этом линейная скорость движения зёрен абразива составляет Vg и происходит воздействие инструмента опять по мягкому направлению ( ).

При перемещении оси а в положение а3 траектории движения зёрен абразива обрабатывающего инструмента также меняют 1

кристаллографическую направленность

относительно неподвижной обрабатываемой октаэдрической поверхности алмаза. Траектории движения зёрен абразива инструмента С1 в этом случае совпадают с твёрдым направлением b1 поверхности октаэдра рис. 14. Величина линейной скорости V1 при этом увеличивается относительно V, поскольку увеличивается радиус движения зёрен абразива инструмента на величину г .

Периодическое изменение угла движения зёрен абразива по С1 и С2 относительно выбранного мягкого направления С3 в процессе обработки происходит за счёт симметричного перемещения по окружности всей обрабатываемой поверхности инструмента. Угол изменения направления движения абразива между направлениями С1 и С равен углу изменения направления движения абразива между С и С2 и определяется задаваемой величиной г. Больше га — больше угол изменения направления движения абразива. В данном случае этот угол (т.е. величина г) задавался таким образом, чтобы направления движения зёрен абразива периодически совпадали с твёрдыми направлениями С1 и С2 (так называемое “симметричное воздействие”).

Следует заметить, что скорость перемещения инструмента относительно оси р в направлении а% а3 а2 а4 в свою очередь вносит вклад в изменение величины линейных скоростей V1 и V. Скорость перемещения против часовой стрелки (в плоскости чертежа рис. 17) дополнительно увеличивает V и уменьшает V. Соответственно перемещение инструмента относительно оси р по часовой стрелке приводит к противоположному результату.

Разность линейных скоростей AV как приращение линейной скорости движения инструмента относительно обрабатываемой поверхности алмаза есть величина постоянная в любой точке контакта обрабатывающего инструмента с кристаллом, и является важным отличительным признаком нашего метода обработки от всех известных методов механического воздействия на алмаз.

Здесь мы подходим к основным следствиям:

• определяющее влияние AV на создание сильнонеравновесных волновых процессов в объёме алмаза;

• стабильность параметра AV — условие когерентности протекания процесса воздействия;

• управление частотой перемещения р — управление функцией состояния динамической волновой среды.

Перемещение инструмента по окружности относительно обрабатываемой поверхности алмаза приводит к изменению направления движения зёрен абразива относительно кристаллографического состояния

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 93 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

обрабатываемой поверхности. При совпадении движения зёрен абразива с направлением b1 происходит генерация волн упругих деформаций в объём алмаза с максимальной амплитудой (с максимальной энергией в соответствии со значением V1) по всем кристаллографическим направлениям семейства b.

При совпадении движения зёрен абразива с направлением b2 происходит генерация волн упругих деформаций с меньшей энергией, чем в случае b1 (в соответствии со значением V) по всем кристаллографическим направлениям семейства b2. В этом случае возникают условия для образования энергетического вихря в приповерхностной области кристалла, т.е. движение (выравнивание) энергии между равнозначными, но разделёнными в пространстве направлениями b1 и b2 относительно направления

а [!8].

Этот вихревой пучок обретает угловой момент, который передаётся возникающим волнам упругих деформаций. Эти образованные квантовые волновые потоки обретают момент вращения, как, например, торнадо или вода за винтом судна, т.е. возникает волновой поток с винтовым возмущением волнового фронта. Такого рода возмущения обуславливают вихревой характер распространения волновой энергии. Этот процесс также может быть рассмотрен с точки зрения области оптики, называемой оптикой винтовых полей или сингулярной оптикой [19].

Взаимодействие этих потоков волн упругих деформаций, обладающих винтовым возмущением волнового фронта, и создают ту уникальную динамическую волновую среду в объёме алмаза, которая и приводит к образованию энергетических флуктуаций в объёме кристалла. В критическом случае эти высокоэнергетические флуктуации могут привести к большим флуктуациям плотности материи алмаза, т.е. к опалесценции [20].

Вполне естественно, что необходимо учитывать не только угловой момент вращения энергетических потоков волн упругих деформаций в объёме алмаза при воздействии инструмента на его поверхность, но и влияние конфигурации формы алмаза на формирование этой динамической волновой (вихревой) среды.

Например, на рис. 8 пластина алмаза была обработана по сложному алгоритму, в который кроме всего прочего входили условия изменения полярности перемещения оси а. Если одна плоскость пластины обрабатывалась при перемещении оси а против часовой стрелки, то при обработке противоположной плоскости необходимо изменить направление перемещения оси а по часовой стрелке. Этим

сохраняется угловой момент вращения и взаимодействия энергетических потоков волн упругих деформаций во всём объёме алмаза. При этом частотные характеристики перемещения оси а в обоих случаях не изменялись.

В эксперименте “твёрдое направление” (рис. 14) условие “симметричного воздействия” на твёрдые направления b1 и b2 сформировало в приповерхностной области кристалла в момент контакта инструмента с алмазом энергетический вихрь, энергии которого оказалось достаточно, чтобы повлиять на характер атомных связей в мягком направлении (а). В этом случае модуль упругости алмаза в кристаллографическом направлении (а) в приповерхностной области кристалла перешёл в состояние функции стремящейся к нулю. Изменилось физикохимическое состояние поверхности алмаза в этом направлении и сопротивление поверхности прикладываемому воздействию упало почти до нуля. Это хорошо видно на сформированном рельефе поверхности в виде неких “барханов”.

Конфигурации природных граней алмаза, прилегающих к поверхности грани воздействия обрабатывающего инструмента, сформировали энергетический вихрь в направлении (а) такой мощности и величины, что в центральной части этого вихря функция модуля упругости алмаза перешла в область отрицательных значений, и внутри этой флуктуации вихревое давление оказалось намного ниже давления матрицы алмаза. Этого оказалось достаточным, чтобы перераспределились ослабевшие энергетические связи, и сформировался колодец с поверхности алмаза в объём кристалла.

На рис. 18 приведено изображение поверхности воздействия (рис. 15), твёрдые направления b1 и b2, мягкое направление (а), входное шестигранное отверстие колодца H (рис. 16), наблюдаемое через прозрачную грань дно колодца h в виде треугольника. Через прозрачную поверхность обработанной грани (рис. 15)

Рис. 18. Поверхность воздействия и “колодец” в кристалле.

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

94

КАРАСЕВ В. Ю.

наблюдается поверхность противоположной необработанной грани.

Здесь следует заметить, что изменение условий “симметричного воздействия” на плоскости октаэдра путём изменения, например, начальной кристаллографической ориентации поверхности на 3-5° относительно мягкого направления (а) не приводит к резкому изменению модуля упругости поверхности алмаза. Обработка октаэдрической грани проходит в обычном режиме с высококачественной полировкой её поверхности.

Как правило, режим целенаправленного “симметричного воздействия” твёрдых (или иных) направлений в процессе обработки алмаза обычно не применяется. Целенаправленно этот режим был включён в обработку только в экспериментальных целях. Используемые обычно технологические режимы воздействия не жёстко привязаны с конкретной кристаллографической ориентации алмаза и входят в общий алгоритм выполнения поставленной задачи. В этом случае образование вихревого энергетического потока может происходить на отличных от основных (сингулярных) кристаллографических направлений (например, вицинальных) или их комбинациях. При формировании поверхностей второго порядка, за счёт динамики изменения положения кристалла относительно плоскости инструмента, выполняется воздействие на различные кристаллографические направления, определяемые размером (площадью) конкретной области обработки. Динамическая вихревая среда алмаза при этом формируется из условий общего алгоритма воздействия на кристаллографические направления данной области контакта инструмента и алмаза. Если таких областей воздействия на кристалл несколько, то каждая область вносит свой вклад на формирование общей волновой среды кристалла.

При решении технологических задач иногда возникает необходимость применять принцип “симметричного воздействия” без привязки к какому-либо конкретному кристаллографическому направлению алмаза. Порой классификацию кристаллографических направлений в

обрабатываемой области определить визуально весьма проблематично. В этих условиях применяется периодическая кристаллографическая разориентация области воздействия инструмента относительно произвольно выбранной оси.

Взаимодействие энергетических потоков в этом случае может сформировать поверхностные вихри другой природы и привести к трансформации морфологии поверхности алмаза в виде островков. Что мы и наблюдаем, например, в случае обработки цилиндрической поверхности (рис. 19).

В этом случае внутри вихревое давление энергетической флуктуации оказывается выше, 1

Рис. 19. “Симметричное воздействие” на цилиндрической поверхности алмаза.

чем окружающее её давление матрицы алмаза. Перераспределение поверхностных атомных связей приводит к трансформации поверхности алмаза (миграции атомов поверхности) с образованием островков различных форм и конфигураций с высотой этих островков до ~200 мкм.

Например, формирование цилиндрической поверхности происходило после предварительной обработки “грубого” абриса будущего тела цилиндра стандартной технологией. Чтобы не создавать раньше времени динамическое волновое поле алмаза, эта предварительная обработка заключалась в нанесении плоских граней по всему диаметру будущего цилиндра.

В дальнейшем же, при формировании динамической волновой среды волновым методом все эти грани обрабатывались в округлую цилиндрическую поверхность. В этом случае (рис. 19) инструмент циклически перемещался симметрично твёрдого направления b в секторе между направлениями d и d , выравнивая и полируя обрабатываемую поверхность. Подобное симметричное возбуждение волн упругих деформаций относительно твёрдого направления, по всей видимости, и привело к созданию и взаимодействию определённых вихревых потоков, которые и проявились в виде островков на плоскости, отклонённой от твёрдого направления на ~5° и оставшейся после обработки традиционной технологией (рис. 20).

Рис. 20. Островки на поверхности алмаза.

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 95 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

Несоблюдение условий строгой

кристаллографической разориентации области воздействия инструмента относительно

произвольно выбранной оси иногда может приводить к проявлению неожиданных эффектов взаимодействия вихревых энергетических

потоков на поверхности алмаза.

Например, при обработке синтетического алмаза массой 1.78 карат, была поставлена задача по формированию параболической поверхности в области затравки на одном из рёбер кристалла (рис. 21).

Поверхность области воздействия

инструмента (а) было отклонено на несколько градусов от положения ребра усечённой пирамиды, на котором формировалась

параболическая поверхность. Нижняя часть алмаза находилась в оправке, залитая специальным цементом, применяемым для крепления алмазов при обдирке рундиста. Этот цемент был специально разработан бельгийской фирмой "Беттонвиль". Температура плавления клея ~140°С. В процессе пятиминутного воздействия на кристалле явно стали формироваться и полироваться т.н. “желобки” на всех рёбрах нижнего октаэдра рис. 21 (б), даже на тех рёбрах, которые имели сколы. По нашему мнению этот факт (замеченный ранее и на других кристаллах, рис. 8) означал начало трансформации всего кристалла алмаза.

После пяти минут воздействия процесс обработки кристалла был прекращён. Алмаз выклеен из оправки и очищен от следов цемента. Два ребра верхней пирамиды кристалла были явно “растравлены” (рис. 22в). Одно ребро “пострадало”больше другого. Противоположные “растравленным” рёбра октаэдра остались без особых видимых изменений.

Травление алмаза в потоке кислорода — факт известный. Но в нашем случае предполагать нагрев залитого цементом алмаза до 1200° С и его взаимодействие с кислородом окружающего

Рис. 21. Синтетический кристалл алмаза.

Рис. 22. “Растравленные” рёбра кристалла. воздуха — не сильно оптимистичная идея, тем более, что нагрев кристалла отсутствовал. По данным электронного термометра температура алмаза в процессе обработки составляла ~21.4°С. Вполне очевидно, что подобные изменения в алмазе могли произойти только из-за протекания волновых процессов в его объёме и на его поверхности, стимулированных применённым алгоритмом воздействия. По нашим предположениям, в этом случае активизация атомных связей на поверхности кристалла из-за концентрации энергии на рёбрах алмаза, могла создать условия для реакции атомов углерода с атомами крепёжного цемента и стимулировать их химическое взаимодействие (травление). Отклонение поверхности области воздействия инструмента на несколько градусов от положения ребра усечённой пирамиды (рис. 20а) повлияло на направление волновых потоков, создав условия для прохождения реакции преимущественно на двух рёбрах алмаза из четырёх. По данным электронной микроскопии (рис. 23) наблюдаются отличия в морфологии поверхности растравленных участков от их ориентации. На рис. 23

Рис. 23. Электронно-микроскопическое (РЭМ) изображение растравленного участка ребра алмаза.

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

96

КАРАСЕВ В. Ю.

приведено изображение растравленного ребра (110) алмаза и прилегающих плоскостей октаэдра (111). Снимок сделан в ИК АН РФ Артёмовым В.В.

Кстати, произошло и снятие внутренних напряжений в кристалле. Снимок сделан в поляризованном свете в скрещенных поляризаторах (рис. 24), (а) — до обработки, (б) — после воздействия.

Имеющаяся возможность формирования направления и структуры волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта позволило создать принцип “автополировки” поверхности кристалла алмаза. Этот принцип проявляется довольно просто. Прикасаешься работающим инструментом к необработанному алмазу и начинаешь обрабатывать небольшой участок его поверхности по заданному алгоритму, а на всей поверхности кристалла начинает меняться его морфологический рельеф в сторону сглаживания. Поверхность кристалла алмаза начинает вся “полироваться” независимо от места положения инструмента. Прикоснулся инструментом в одном месте участка поверхности необработанного алмаза, а весь кристалл стал блестящим и полированным.

Принцип “автополировки” особенно эффективно используется нами при формировании ювелирных изделий нового типа, в которых обработка кристалла алмаза происходит по его естественным природным граням. В этом случае, в зависимости от задуманных дизайнерских решений, оставляются нетронутые области природной морфологии поверхности, которые являются частью общего ювелирного дизайна. В качестве примера приведём изображение (рис. 25) кристалла алмаза до (а) и после (б) обработки в режиме “автополировки”.

В природном кристалле алмаза его природная “рубашка” тёмного зелёного цвета была сохранена только на двух гранях, на общем ребре которых расположилось некое выпуклое образование (рис. 25а). Все остальные рёбра и грани были обработаны по своим природным конфигурациям. Применённый 1

Рис. 24. Кристаллы алмаза в поляризованном свете.

Рис. 25. Обработка алмаза в режиме «автополировки». принцип “автополировки” позволил

отполировать сложный поверхностный рельеф природной морфологии кристалла, сохранив в неприкосновенности первозданный природный дизайн и морфологию поверхности, и

максимальный вес всего изделия. Сохранённая и отполированная природная “рубашка” алмаза, кроме морфологического дизайнерского

решения, внесла в общую ювелирную композицию и свой сохранившийся зеленоватый цвет.

8. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В равновесных условиях, в которых находятся твёрдые тела, в результате теплового движения атомы структуры смещаются (колеблются) относительно своих положений равновесия по гармоническому закону. Их коллективное движение приобретает характер колебательного процесса, распространяющегося в объёме кристалла в виде различных амплитуд (мод) волн упругих деформаций.

В дебаевской модели твёрдого тела принимается, что акустические колебания (волны упругих деформаций) обладают линейным законом дисперсии при всех частотах в интервале 0 < ы < ыс. Дебаевская частота по

порядку величины равна максимальной частоте ~1013с-1. Так как в гармоническом приближении нормальные колебания независимы, то в кристалле одновременно может быть возбуждено много мод с разными амплитудами [21].

Ситуация в алмазе резко меняется с появлением флуктуаций и переходом системы кристалла в неравновесное состояние. В этом случае появляются дальнодействующие корреляции, которые организуют всю систему, повышая её когерентное состояние. Такие дальнодействующие корреляции появляются в самой точке перехода от равновесного состояния к неравновесному состоянию. Атомы, находящиеся на макроскопических расстояниях друг от друга, перестают быть независимыми. Вся система начинает подчиняться единому закону, и состояние системы напоминает фазовый переход. Единый колебательный процесс атомов кристаллической решётки алмаза из всего

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ

ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА

многообразия существовавших мод приводит к распространению колебаний только тех мод, которые кратны основной частоте возбуждения, т.е. частоте |3. Взаимодействие колебаний с различными частотами и создаёт предпосылки для возникновения ещё больших флуктуаций. В алмазе флуктуации служат началом эволюции кристалла в совершенно новом направлении, которое резко меняет поведение всей системы [22].

Применение волнового принципа обработки алмаза, основанного на формировании и управлении в кристалле волновых потоков с винтовым возмущением волнового фронта, открывает возможности не только влиять на дефектно-примесную структуру алмаза с целью её улучшения, но и создавать как новые совокупности трёхмерных форм кристалла, так и новые кристаллофизические состояния алмазной среды. Подобный подход позволит расширить области применения этих кристаллов и создавать приборы микро- и оптоэлектроники с новыми уникальными характеристиками.

ЛИТЕРАТУРА

1. Харькив АД, Зинчук НН, Зуев ВМ. История алмаза. М., Недра, 1997, 601 с.

2. Вавилов ВС. Алмаз в твердотельной электронике. УФН, 1997, 167(1):17-22.

3. Квасков ВБ. (ред.) Алмаз в электронной технике. М., Энергоатомиздат, 1990, 248 с.

4. Пинтус СМ, Карасёв ВЮ, Гладченков ЕВ.

Роль волновых явлений в процессе обработки кристаллов алмаза. Микроэлектроника, 2011,

40(6):430-440.

5. Епифанов ВИ, Песина АЯ, Зыков ЛВ. Технология обработки алмазов в бриллианты. М., Высшая школа. 1976, 319 с.

6. Евдокимова ВН. Передача технологии: правовые регулирования и правоприменительная практика в Российской Федерации. М., ИНИЦ Роспатента, 2001, 30 с.

7. Карасев ВЮ. Способ обработки плоских поверхностей и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство СССР, SU 1541034 А1, дата публикации 07.02.1990.

8. Корн Г, Корн Т. Справочник по математике. Кривые второго порядка (конические сечения). М., Наука, 1978, 64-69 с.

9. Карасёв ВЮ. Способ обработки поверхности твёрдого тела. Патент ВЛ№2494852, 17.07.2012.

10. Ландау ЛД, Лифшиц ЕМ. Теория упругости, т.УП. Москва, Наука, 1987, 248 с.

11. Липсон АГ., Кузнецов ВА. Взаимодействие упругой энергии с высокодисперсной кристаллической

ЭФФЕКТЫ МЕХАНИЧЕСКОГО ВИХРЕВОГО 97 ВОЗДЕЙСТВИЯ НА КРИСТАЛЛЫ АЛМАЗА

средой. ДАН, 1993, 332(2):172-175.

12. Алмазное сырьё. Учебно-справочное пособие. М., Наука, 2007, 304 с.

13. Карасёв ВЮ, Ножкина АВ, Пинтус СМ. Способ обработки алмазов. Заявка RU2012147891, 12.11.2012.

14. Карасев ВЮ, Крюков ВД, Кузнецов МГ, Пинтус СМ, Ламин МА, Пчеляков ОП, Соколов ЛВ. Особенности роста плёнок кремния на алмазных подложках. Микроэлектроника, 2005, 34(1):37-42.

15. Скучик Е. Основы акустики, т. 1. М., ИЛ, 1958, 616 с.

16. Орлов ЮЛ. Минералогия алмаза. М., Наука, 1984,

170 с.

17. Карасёв ВЮ, Пинтус СМ, Гладченков ЕВ, Безпалов ОА. Проект «Талисман» - инновация в обработке алмазов. Ювелирная Россия, 2011, 33(3):71-73.

18. Пригожин И, Дефей Р. Химическая термодинамика. Новосибирск, Наука, 1966, 510 с.

19. Короленко ПВ. Оптические вихри. Соросовский образовательный журнал, 1998, 6:94-99.

20. Ноздрев ВФ, Сенкевич АА. Курс статистической физики. М., Высшая школа, 1965, 288 с.

21. Ландау ЛД, Лифшиц ЕМ. Статистическая физика, ч.1. М., 1976, 584 с.

22. Пригожин И, Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. М., Прогресс, 1986, 432 с.

Карасев Владимир Юрьевич

Заведующий лабораторией Научно-технический центр "Фонон" 143900, Московская область, Россия murena11@bk.ru.

РЭНСИТ | 2014 | ТОМ 6 | НОМЕР 1

98

SOLID STATE PHYSICS

EFFECTS OF MECHANICAL IMPACT ON VORTEX DIAMOND CRYSTALS

Karasev Vladimir Yu.

Scientific-Technical Center "Phonon"

143900, Moscow region, Russian Federation murena11@bk.ru

We present a new principle of mechanical wave action on the diamond crystals. The principal possibility of irreversible strongly nonequilibrium phenomena in diamond crystals in the formation of their volume wave beams with screw perturbation wavefront. Interaction of these wave flows as the amount of diamond lead to a change in the structure of the defect-diamond impurity, relieve internal stresses and the formation of the crystal morphology of the surface relief without directly touching the surface of the entire tool. Using the principle of wave action on the diamond crystals allows to form surface described by the equations of the second order (spherical, cylindrical, conical). The results of the mechanical action of the abrasive grains tool, their trajectories with certain crystallographic directions on the diamond surface. The hypotheses of formation and interaction of wave energy flows of elastic deformations in the volume of the diamond. Keywords: quantum wave action, helical perturbation wavefront energy vortexes, the elastic strain field, nonequilibrium state, dynamic vortex environment.

UDC 621.3+537.33

Bibliography — 22 references

RENSIT, 2014, 6(1):80-98_______________________________

REFERENCES

1. Khar'kiv AD, Zinchuk NN, Zuev VM. Istoriya almaya [The history of diamond]. Moscow, Nedra Publ., 1997, 601 p.

2. Vavilov VS. Almaz v tverdotel'noy elektronike [Diamond in solid state electronics]. UFN, 1997, 167(1):17-22 (in Russ.).

3. Kvaskov VB. (ed.) Almay v elektronnoy tekhnike [Diamond in electronics]. Moscow, Energoatomizdat Publ., 1990, 248 p.

4. Pintus SM, Karasev VYu, Gladchenkov EV Rol' volnovykh yavleniy v processe obrabotki kristallov almaza [Role wave phenomena in the processing of diamond crystals]. Mikroelektronika, 2011, 40(6):430-440 (in Russ.).

5. Epifanov VI, Pesina AYa, Zykov LV Tekhnologiya obrabotki almayov v brillianty [Processing technology of diamonds to brilliants]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1976, 319 p.

6. Evdokimova VN. Peredacha tekhnologii: pravovye regulirovaniya i pravoprimenitel’nayapraktika v RF [Technology Transfer: legal regulation and practice in the Russian Federation]. Moscow, INITs Rospatenta Publ., 2001, 30 p.

7. Karasev VYu. Sposob obrabotki ploskikh poverkhnostey i ustroysrvo dlya ego osuschestvleniya [A method for processing of flat surfaces and a device for its implementation]. Patent SU no. 1541034 А1, 07.02.1990.

8. Korn G, Korn T. Spravochnikpo matematike [Handbook of Mathematics]. Moscow, Nauka Publ., 1978, pp. 64-69.

9. Karasev VYu. Sposob obrabotki poverkhnosti tverdogo tela [A method of processing a solid surface]. Patent RU no. 2494852, 17.07.2012.

10. Landau LD, Lifshits EM. Teoriya uprugosti [Theory of elasticity], v.7. Moscow, Nauka Publ., 1987, 248 p.

11. Lipson AG, Kuznetsov VA. Vzaimodeystvie 1

Received 10.06.2014

uprugoy energii s vysokodispersnoy kristallicheskoy sredoy [Interaction a elastic energy with the crystal environment]. DAN, 1993, 332(2):172-175.

12. Alnaynoe syr'e. Uchebno-spravochneposobie [Diamond Raw. Training manual]. Moscow, Nauka Publ., 2007, 304 p.

13. Karasev VYu., Nozhkina AV, Pintus CM. Spocob obrabotki almazov [A method for diamonds processing]. Patent RU no. 2012147891, 12.11.2012.

14. Karasev VYu, Kryukov VD, Kuznetsov MG, Pintus SM, Lamin Ma, Pchelyakov OP, Sokolov LV Osobennosti rosta plenok kremniya na almaznykh podlozhkakh [Features of growth of diamond films on silicon substrates]. Mikroelektronika, 2005, 34(1):37-42.

15. Skuchik E. Osnovy akustiki [Fundamentals of acoustics], v. 1. Moscow, iL Publ., 1958, 616 p.

16. Orlov YuL. Mineralogiya almaya [Mineralogy diamond]. Moscow, Nauka Publ., 1984, 170 p.

17. Karasev VYu, Pintus SM, Gladchenkov EV, Bezpalov OA. Proekt "Talisman" - innovatsiya v obrabotke almazov [The Project "Talisman" -innovation in diamond processing]. Yuvelirnaya Rossiya, 2011, 33(3):71-73.

18. Prigozhin I, Defey R. Khimicheskaya termodinamika [Chemical Thermodynamics]. Novosibirck, Nauka Publ., 1966, 510 p.

19. Korolenko PV Opticheskie vikhri [Optical vortices].

Sorosovsky obrayovatel’ny yhurnal, 1998, 6:94-99.

20. Nozdrev VF, Senkevich AA. Kurs statisticheskoy fiyiki [Course of statistical physics]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1965, 288 p.

21. Landau LD, Lifshits EM. Statisticheskaya fiyika, ch.1 [Statistical Physics, Part 1]. Moscow, Nauka Publ., 1976, 584 p.

22. Prigogine I, Stengers I. Order out of Chaos: Man's new dialogue with nature. NY, Flamingo, 1984.

1 НОМЕР | ТОМ 6 | 2014 | РЭНСИТ