В.М. Квасниця. ОСОБЛИВОСТІ МОРФОЛОГІЇ КРИСТАЛІВ CVD АЛМАЗУ

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

УДК 549.548.211

В.М. Квасниця1, І.В. Квасниця2, І.В. Гурненко1

1 Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

E-mail: vmkvas@hotmail.com

2 Київський національний університет імені Тараса Шевченка. Навчально-науковий інститут "Інститут геології"

03022, м. Київ, Україна, вул. Васильківська, 90

E-mail: ikvasnytsya@gmail.com

ОСОБЛИВОСТІ МОРФОЛОГІЇ КРИСТАЛІВ CVD АЛМАЗУ

Мова: українська

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

Анотація: 

Мікрокристали алмазу отримані з газу (С2Н2 і О2) за температури 600—1000 ºС і атмосферного тиску на підкладках із молібдену. Алмазні покриття зайняли площу діаметром 5 мм на кожній підкладці, швидкість росту кристалів алмазу становила 148—160 мкм/год. Виконано електронно-мікроскопічне дослідження синтезованих кристалів алмазу. Розмір алмазних кристалів складає переважно 5—30 мкм. Окремі багатогранники, їх прості та складні зростки мають розмір 30—50 мкм, а деякі агрегати — 200 мкм. Ріст алмазу відбувся із багатьох точок кристалізації. Алмаз представлений різними багатогранниками та їх зростками і агрегатами. Великі кристали мають кубічний і кубо-октаедричний габітус, вони знаходяться в центрі покриття. Дрібні кристали є октаедрами і кубо-октаедрами, вони часто утворюють циклічні двійники за шпінелевим законом. Ці кристали виросли на крайових частинах покриття. Незвичайними складними двійниками алмазу є ікосаедри. Установлено автоепітаксійний ріст алмазу. Виявлено морфологічні ознаки відмінності кристалів алмазу залежно від розташування місця кристалізації на поверхні підкладки відносно джерела живлення і часу росту. Морфологічні особливості вирощених кристалів CVD алмазу (безліч центрів кристалізації, розмаїтість морфології, груба шаруватість, часте утворення незакономірних зростків і двійників) свідчать про значне пересичення середовища вуглецем і швидкий ріст алмазу.

Ключові слова: алмазні плівки, мікрокристали алмазу, морфологія, багатогранники, прості і складні двійники, агрегати, CVD кристалізація.

Література:

  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.219.8.494.38330

 

Українська