В.Н. Квасница. ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ КРИСТАЛЛОВ CVD АЛМАЗА

Московська

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.41.02.018

УДК 549.548.211

В.Н. Квасница 1, И.В. Квасница 2, И.В. Гурненко 1

1 Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины

03142, г. Киев, Украина, пр-т Акад. Палладина, 34

E-mail: E-mail: vmkvas@hotmail.com

2 Киевский национальный университет имени Тараса Шевченко. Учебно-научный институт "Институт геологии"

03022, г. Киев, Украина, ул. Васильковская, 90

E-mail: ikvasnytsya@gmail.com

ОСОБЕННОСТИ МОРФОЛОГИИ КРИСТАЛЛОВ CVD АЛМАЗА

Язык: украинский

Минералогический журнал 2019, 41 (2): 18-25

Аннотация: 

Микрокристаллы алмаза получены из газа (С2Н2 и О2) при температуре 600—1000 °С и атмосферном давлении на подложках из молибдена. Алмазные покрытия заняли площадь диаметром 5 мм на каждой подложке, скорость роста кристаллов алмаза составляла 148—160 мкм/ч. Проведено электронно-микроскопическое исследование синтезированных кристаллов алмаза. Размер алмазных кристаллов составляет преимущественно 5—30 мкм. Отдельные многогранники, их простые и сложные сростки имеют размер 30—50 мкм, а некоторые агрегаты — 200 мкм. Рост алмаза проходил из многих точек кристаллизации. Алмаз представлен разными многогранниками, их сростками и агрегатами. Крупные кристаллы алмаза имеют кубический и кубо-октаэдрический габитус, они находятся в центре покрытий. Мелкие кристаллы алмаза — октаэдры и кубо-октаэдры, часто образуют циклические двойники по шпинелевому закону. Эти кристаллы выросли на краях покрытий. Необычными сложными двойниками алмаза являются икосаэдры. Установлен автоэпитаксиальный рост алмаза. Выявлены морфологические признаки отличия кристаллов алмаза в зависимости от места кристаллизации на поверхности подложки относительно источника питания и времени роста. Морфологические особенности выращенных кристаллов CVD алмаза (множество центров кристаллизации, разнообразие морфологии, грубая слоистость, частое образование незакономерных сростков и двойников) свидетельствуют о значительном пресыщении среды углеродом и быстром росте алмаза.

Ключевые слова: алмазные пленки, микрокристаллы алмаза, морфология, многогранники, простые и сложные двойники, агрегаты, CVD кристаллизация.

Литература:

1. Asmussen J., Reinhard D.K. Diamond Films Handbook. CRC Press, 2002. 656 р.

2. Breza J., Kadlečíková M., Vojs M., Michalka M., Veselý M., Daniš T. Diamond icosahedron on a TiN-coated steel substrate. Microelectronics J. 2004. 35, № 9. P. 709—712. doi: 10.1016/j.mejo.2004.06.020

3. Gracio J.J., Fan Q.H., Madaleno J.C. Diamond growth by chemical vapor deposition. J. Physics D: Applied Physics. 2010. 43, № 37. Р. 374017—374038. doi: 10.1088/0022-3727/43/37/374017

4. Hofmeister H. Shape variations and anisotropic growth of multiply twinned nanoparticles. Z. Kristallogr. 2009. 224, № 11. Р. 528—538. doi: 10.1524/zkri.2009.1034

5. Hwang N.M. Non-Classical Crystallization of Thin Films and Nanostructures in CVD and PVD Processes. Springer, 2016. 332 р. doi: 10.1007/978-94-017-7616-5

6. Kobashi K. Diamond Films: Chemical Vapor Deposition for Oriented and Heteroepitaxial Growth. Elsevier, 2010. 348 р.

7. Kvasnitsa V.N., Zintchouk N.N., Koptil' V.I. Typomorphism of Diamond Microcrystals. M.: Nedra, Business Center, 1999. 224 p.

8. Kvasnitsa V., Sandler V. The morphology of the diamond crystals grown by a gas-flaming method. Abstr. 5th Inter. Congress on Applied Mineralogy. Warsaw (Poland), 1996. P. 143.

9. Liu H., Dandy D.S. Diamond Chemical Vapor Deposition. 1st Edition. Nucleation and Early Growth Stages. William Andrew, 1996. 206 р.

10. Son S.I., Chung S.J. Multiply twinning of diamond synthesized by acetylene flame. Z. Kristallogr. 2004. 219, № 8. Р. 494—505. doi: 10.1524/zkri.219.8.494.3833

 

File_attachments: