Publication:
Single crystal diamond growth by MPCVD at subatmospheric pressures

Дата
2020
Авторы
Bolshakov, A. P.
Ralchenko, V. G.
Shu, G.
Dai, B.
Yurov, V. Y.
Antonova, I. A.
Konov, V. I.
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Издатель
Научные группы
Организационные подразделения
OrgUnit Logo
Организационная единица
Инженерно-физический институт биомедицины
Цель ИФИБ и стратегия развития – это подготовка высококвалифицированных кадров на базе передовых исследований и разработок новых перспективных методов и материалов в области инженерно-физической биомедицины. Занятие лидерских позиций в биомедицинских технологиях XXI века и внедрение их в образовательный процесс, что отвечает решению практикоориентированной задачи мирового уровня – диагностике и терапии на клеточном уровне социально-значимых заболеваний человека.
OrgUnit Logo
Организационная единица
Институт лазерных и плазменных технологий
Стратегическая цель Института ЛаПлаз – стать ведущей научной школой и ядром развития инноваций по лазерным, плазменным, радиационным и ускорительным технологиям, с уникальными образовательными программами, востребованными на российском и мировом рынке образовательных услуг.
Выпуск журнала
Аннотация
© 2020 Elsevier LtdMicrowave plasma assisted chemical vapor deposition (MPCVD) is the established technique to produce high quality single crystal diamond (SCD). While typical pressures for SCD growth regimes in methane-hydrogen plasma are currently within 100–300 Torr, a transition to much high pressures promises enhanced growth rates. Here, we report on successful SCD synthesis by MPCVD in CH4-H2 gas mixtures at pressures up to 600 Tорр. A strong change of the plasma shape and volume (the latter shrinks by 10 times at fixed MW power) with pressure rise from 100 to 600 Torr was observed, still keeping the plasma stable. The record high absorbed MW power density of ≈1800 W/cm3 was achieved at 600 Torr. Optical emission spectroscopy (OES) was used for the plasma analysis via monitoring emission intensities of radicals Hα, C2 and CH. The gas temperature Tg determined from analysis of rotational fine structure of OES Swan transitions of dimer C2 (516 nm) turned out to be essentially constant ∼ 3100 ± 150 K over the pressure range explored. The diamond growth rate is found to increase by an order of magnitude with pressure to achieve 57 μm/h at 500 Torr at relatively low (4%) CH4 concentration, as measured in situ using low-coherence interferometry, but declined at further pressure increase. The produced films were characterized with SEM, XRD, Raman and photoluminescence spectroscopy, and a high/moderate quality of the obtained material was confirmed.
Описание
Ключевые слова
Цитирование
Single crystal diamond growth by MPCVD at subatmospheric pressures / Bolshakov, A.P. [et al.] // Materials Today Communications. - 2020. - 25. - 10.1016/j.mtcomm.2020.101635
URI
https://www.doi.org/10.1016/j.mtcomm.2020.101635
 https://www.scopus.com/record/display.uri?eid=2-s2.0-85091752096&origin=resultslist
 http://gateway.webofknowledge.com/gateway/Gateway.cgi?GWVersion=2&SrcAuth=Alerting&SrcApp=Alerting&DestApp=WOS_CPL&DestLinkType=FullRecord&UT=WOS:000600974700005
 https://openrepository.mephi.ru/handle/123456789/22406
Коллекции
Публикации