A nukleációs és növekedési mechanizmus vizsgálata kémiai gőzleválasztással előállított gyémántrétegekben korrózió-védelmet biztosító textúra kialakítása érdekében

Deák, Péter (2007) A nukleációs és növekedési mechanizmus vizsgálata kémiai gőzleválasztással előállított gyémántrétegekben korrózió-védelmet biztosító textúra kialakítása érdekében. Project Report. OTKA.

Preview

PDF 34397_ZJ1.pdf Download (2MB)

Abstract

Új in-situ ionizációs tömegspektrometriás eljárást dolgoztunk ki mikrohullámú plazma összetételének reaktív gyökökre is kiterjedő meghatározására. A módszer alkalmazásával megállapítottuk, hogy gyémántrétegek metán/hidrogén keverékből való kémiai gőzleválasztásánál a reaktív gyökök sokkal nagyobb szerepez játszanak, mint korábban feltételezték. Az emelt nyomású tartományban (~100 mbar) már csak egy domináns összetevő létezik: a C2H gyök, amelynek mennyiségével a növekedési sebesség korrelálni látszik. Ezen kívül, az elektromos előfeszítéssel történő gyémántnukleáció vizsgálata alapján eljárást dolgoztunk ki a másodlagos magképződés, és így a morfológia szabályozáására. Az eljárás alapul szolgál három dimenzióban erősen strukturált mikrofelületek tűlyukmentes gyémántréteggel való bevonásához. Kísérleti eredményeinkre támaszkodva számítógépes szimulációval vizsgáltuk az előfeszítéses nukleáció mechanizmusát, és azt találtuk, hogy az nagy mértékben megegyezik az amorf tetraéderes szénrétegek nukleációs mechanizmusával. Az eredmények tisztázták a nukleációs körülmények és a szubsztráttól származó orientációs információ megőrzése közötti összefüggést. | A new mass spectrometric method with in-situ ionization has been developed to determine the composition of a microwave plasma ? including radicals. Using this method we have found that highly reactive radicals play a much greater role in the chemical vapor deposition of diamond from a methane/hydrogen plasma, than assumed earlier. At elevated pressures (~100 mbar) the only substantial component of the plasma is C2H, the amount of which seem to correlate with the growth speed.In addition, based on the study of the bias enhanced nucleation (BEN) of diamond, we have developed a method to control the secondary nucleation, and thereby the morphology of the layers. The method has served as basis to a procedure for depositing pin-hole free diamond layers on micron sized surfaces with strong 3D structuring.Based on experimental results, we have carried out computer simulations of the BEN process, and found that its mechanism is the same as in the case of tetrahedral amorphous carbon layers. Our results shed light on the connections between the nucleation conditions and the preservation of the orientation information from the surface.

Actions (login required)

Edit Item