Czasopismo | PRZEMYSŁ CHEMICZNY | Rocznik 2016 - zeszyt 9

Kinetics of the growth of polycrystalline diamond layers produced by chemical vapor deposition Kinetyka wzrostu polikrystalicznych warstw diamentowych otrzymanych metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej

10.15199/62.2016.9.38

Agnieszka Banaszak-Piechowska

nr katalogowy: 100793
10.15199/62.2016.9.38

Polycryst. diamond layers were deposited by hot-fiber CVD (MeOH) on Si substrate. Properties of the layers and their growth kinetics were studied by scanning electron microscopy and Raman spectroscopy to explain the structural transformations. Warstwy diamentowe są materiałem o dużym potencjale aplikacyjnym ze względu na ich specyficzne właściwości. Jakość polikrystalicznych warstw diamentowych zależy od wielkości mikrokrystalitów i zawartości fazy węgla amorficznego. W ogólności w mikrokrystalitach o małych rozmiarach mogą występować zniekształcenia wiązań sp3 oraz zerwane wiązania na granicach ziaren, jak również naprężenia, zarówno ściskające, jak i rozciągające, powstające podczas procesu wzrostu. Właściwości strukturalne oraz kinetyka wzrostu warstw była badana techniką elektronowej mikroskopii skaningowej oraz spektroskopii Ramana. Technologia wytwarzania polikrystalicznych warstw diamentowych metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej CVD (chemical vapor deposition) wymaga poznania kinetyki i mechanizmu procesu wzrostu takich warstw. Uzyskana wiedza umożliwia optymalizację warunków technologicznych syntezy, czyli uzyskanie warstw o ściśle określonej grubości i morfologii. Szybkość wzrostu warstwy zależy od parametrów procesu osadzania oraz od geometrii reaktora. Badania szybkości wzrostu warstw w warunkach CVD prowadzi się zwykle eksperymentalnie, gdyż teoretyczne jej oszacowanie jest bardzo trudne ze względu na złożoność równań opisujących zjawiska transportu masy i energii oraz procesy chemiczne, na które składają się reakcje homo- i heterogeniczne na powierzchni ciała stałego1, 2). W procesie syntezy diamentu metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej w mechanizmie wzrostu warstwy diamentowej szczególną rolę odgrywa atomowy wodór3). Jest on otrzymywany w wyniku dysocjacji na powierzchni gorącego włókna, jak również w wyniku dysocjacji spowodowanej zderzeniami molekuł wodoru H2 z elektronami. Aby mógł nastąpić[...]

Bibliografia

[1] S. Jonas, J. Jaglarz, K. Kyzioł, M. Januś, E. Murawska, Inż. Materiałowa 2014, 35, 492.
[2] S. Jonas, W.S. Ptak, W. Sadowski, E. Walasek, J. Chem. Vap. Deposition 1995, 4, 143.
[3] F.P. Bundy, J. Geophys. Res. 1980, 85, 6930.
[4] A. Szulc, Y. Zorenko, L. Mosinska, Przem. Chem. 2012, 91, nr 1, 75.
[5] J.C. Angus, H.A. Will, W.S. Stanko, J. Appl. Phys. 1968, 39, 2915.
[6] P.K. Bachmann, D.U. Wiechert, Diamond Relat. Mater. 1992, 1, 422.
[7] M.A. Prelas, G. Popovici, L.K. Bigelow, Handbook of industrial diamonds and diamond films, CRC Press, 1997.
[8] S.-T. Lee, Z. Lin, X. Jiang, Mater. Sci. Eng. R-Rep. 1999, 25, 123.
[9] L. Constant, F. Le Normand, Thin Solid Films 2008, 516, 691.
[10] P.W. May, Endeavour 1995, 19, 101.
[11] M. Stammler, H. Eisenbeiß, J. Ristein, J. Neubauer, M. Göbbels, L. Ley, Diamond Relat. Mater. 2002, 11, 504.
[12] R. Torz-Piotrowska, K. Fabisiak, K. Paprocki, M. Szybowicz, E. Staryga, A. Banaszak, J. Phys. Chem. Solids 2011, 72, 1225.
[13] K. Fabisiak, R. Torz-Piotrowska, E. Staryga, M. Szybowicz, K. Paprocki, A. Banaszak, P. Popielarski, Mater. Sci. Eng. B. 2012, 177, 1352.
[14] L. Ostrovskaya, V. Perevertailo, V. Ralchenko, A. Dementjev, O. Loginova, Diamond Relat. Mater. 2002, 11, 845.
[15] F. Pinzari, P. Ascarelli, E. Cappelli, G. Mattei, R. Giorgi, Diamond Relat. Mater. 2001, 10, 781.
[16] A. Cassie, S. Baxter, Trans. Faraday Soc. 1944, 40, 546.
[17] N.G. Ferreira, E. Abramof, N.F. Leite, E.J. Corat, V.J. Trava-Airoldi, J. Appl. Phys. 2002, 91, 2466.
[18] M. Frenklach, K.E. Spear, J. Mater. Res. 1988, 3, 133.
[19] K. Fabisiak, M. Kowalska, M. Szybowicz, K. Paprocki, P. Popielarski, A. Wrzyszczynski, L. Mosinska, G.K. Zhusupkalieva, Adv. Eng. Mater. 2013, 15, 935.
[20] L. Mosińska, K. Fabisiak, K. Paprocki, M. Kowalska, P. Popielarski, M. Szybowicz, A. Stasiak, Przem. Chem. 2013, 92, nr 6, 919.
[21] L. Mosińska, P. Popielarski, P. Popielarski, W. Frankow, A. Banaszak- Piechowska, Przem. Chem. 2014, 93, nr 9, 1587.
[22] L. Mosinska, K. Fabisiak, K. Paprocki, M. Kowalska, P. Popielarski, M. Szybowicz, Electrochim. Acta 2013, 104, 481.
[23] A. Banaszak-Piechowska, R. Popielarski, W. Frankow, Przem. Chem. 2015, 94, nr 2, 201.
[24] M. Pandey, R. D’cunha, A. Tyagi, J. Alloys Comp. 2002, 333, 260.
[25] L. Mosinska, M. Kowalska, P. Popielarski, K. Fabisiak, K. Paprocki, M. Szybowicz, A. Wrzyszczynski, G.K. Zhusupkalieva, Mater. Sci. Poland 2013, 31, 146.
[26] W.L. Wang, M.C. Polo, G. Sánchez, J. Cifre, J. Esteve, J. Appl. Phys. 1996, 80, 1846.
[27] G. Gouadec, P. Colomban, Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 2007, 53, 1.

Zeszyt


PRZEMYSŁ CHEMICZNY - e-zeszyt (pdf) 2016-9 licencja: Osobista Produkt cyfrowy	55.00 zł

Prenumerata

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata cyfrowa
licencja: Osobista

Produkt cyfrowy
Nowość

762.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - prenumerata PLUS
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - PAKIET prenumerata PLUS (Prenumerata papierowa + dostęp do portalu sigma-not.pl + e-prenumerata)	1002.00 zł brutto 927.78 zł netto 74.22 zł VAT (stawka VAT 8%)

1002.00 zł

PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna + wysyłka
licencja: Osobista

Szczegóły pakietu

Nazwa
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - papierowa prenumerata roczna	960.00 zł brutto 888.89 zł netto 71.11 zł VAT (stawka VAT 8%)
PRZEMYSŁ CHEMICZNY - pakowanie i wysyłka	42.00 zł brutto 34.15 zł netto 7.85 zł VAT (stawka VAT 23%)

1002.00 zł

Open Access

Zeszyt

2016-9

Twój Koszyk

Zeszyt

Prenumerata

Open Access

Zeszyt

Czasopisma