CC BY
7ШКОЛА-КОНФЕРЕНЦИЯ МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
-------------1Е НЕДЕЛИ»
18-20 октября 2022 г.
Изготовление микропористого алмаза из синтезированного в СВЧ плазме композита алмаз-германий
Седов В.С., Мартьянов А.К., Тяжелов И.А.
Федеральный исследовательский центр «Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук», Москва Е-mail: sedovvadim@,yandex. ru
DOI: 10.24412/cl-35673-2022-1-83-84 Микропористые алмазные плёнки — новый тип материала, который вызывает всё больший интерес для приложений, где требуется высокое соотношение площади поверхности к объёму: электрохимии, электронике, высокоэффективной жидкостной хроматографии, при изготовлении 3D-детекгоров ионизирующего излучения и механически прочных фильтров [1-2]. Также, пористость может быть использована в качестве просветляющего слоя в алмазной оптике. В данной работе предложен новый метод формирования микропористых алмазных плёнок путём изготовления композитных материалов алмаз-германий с последующим селективным вытравливанием германиевой компоненты (рис. 1).
Рис. 1. Изображения РЭМ алмазной плёнки после вытравливания кристаллитов германия.
™™дыГу™ новые материалы, активные среды и наноструктуры
Полированные монокристаллические кремниевые пластины, используемые в качестве подложек, засеивались детонационными наноалмазами со средним размером частиц 5 нм из суспензии на водной основе. Затем химическим осаждением из метан-водородной СВЧ-плазмы в реакторе АЯЛК 100 (2.45 ГГц) выращивалась первичная микрокристаллическая алмазная плёнка. Параллельно в камеру подавался герман GeH4, что приводило к нуклеации и разрастанию зёрен кристаллического германия одновременно с алмазом.
Образование зерен Ge в матрице алмаза имеет место при относительно низких температурах 750-800 °С, а при более высоких температурах 850-950 °С алмазная фаза доминирует за счет более высокой скорости роста и блокирования развития зерен Ge. С использованием селективного травления германиевой компоненты в смеси плавиковой и азотной кислот получены образцы микропористого поли- и монокристаллического алмаза.
Исследование выполнено при финансовой поддержке проекта РНФ № 21-72-10153.
1. Pikuz T. et al. Scientific Reports. 2015, 5(1), 1-10.
2. Ralchenko V. et al. Carbon. 2022, 190, 10-21.
