Новая технология получения аморфных алмазных плёнок

16.04.2009

Исследователям удалось получить аморфные пленки с упорядоченной ориентацией алмазных молекул

Ученые Сибирского Федерального университета при участии коллег из Института химии и химической технологии СО РАН провели эксперименты по выращиванию толстых алмазных пленок. Исследователям удалось получить аморфные пленки с упорядоченной ориентацией алмазных молекул.

Алмаз интересует исследователей, поскольку обладает широким диапазоном предельных свойств. Это самый твердый из известных материалов, почти не расширяется при нагревании, химически инертен и износоустойчив, обладает низким коэффициентом трения и высокой удельной теплопроводностью, а также оптически прозрачен в широком диапазоне спектра. Сплошные алмазные пленки можно использовать как отводящую тепло подложку для микросхем, абразивы и покрытия для режущих инструментов. Сверхтвердая алмазная пленка способна предохранять от истирания движущиеся части механизмов. Из-за своих оптических свойств алмазная пленка может служить защитным покрытием для инфракрасной оптики в неблагоприятных условиях окружающей среды.

Сибирские исследователи представляют себе любой алмазный кристалл в виде соединения алмазных нанокубиков Diam, каждый из которых состоит их 104 атомов углерода. Такими идеальными тождественными кубиками можно легко вымостить любую поверхность, и сложить из них как монокристалл, так и алмазную пленку.

Ультрадисперсные алмазы получают взрывом углеродсодержащих веществ. Чтобы вырастить толстую алмазную пленку, исследователи получают соединение алмазных нанокубиков с KOH и отжигают его при температуре 300°С. Щелочь хорошо очищает поверхность алмазных частиц от примесей. Затем KOH вымывают дистиллированной водой, в результате чего образуется наноалмазная водяная взвесь. Большая часть этой взвеси оседает на дно, образуя фазу, которую можно назвать жидкой. Над ней находится фаза, состоящая из алмазных молекул Diam, свободно плавающих в воде. Именно эту фазу экспериментаторы осаждали на сколы кристаллов кремния, нагретых до температуры 300°С.

Алмазные кубики, взвешенные в воде, капают на подложку и растекаются по ней, образуя пленку. Скорость роста такой пленки составляет около 1 ангстрем в секунду, но на этом этапе исследований перед учеными не стояла задача получения быстрорастущих пленок, (экономически рентабельная скорость роста алмазной пленки должна составлять несколько сотен микрон в час). Некоторые образцы пленки получились довольно толстыми, около 1000 ангстрем...

Агентство научной информации «ИнформНаука».

Подразделы

Объявления

©РАН 2020