В результате проведения исследований авторами было показано, что слои сформированные только из плазмы импульсного разряда в газе, представляют собой слабоупорядоченный конденсат с размерами кристаллов 0,7 нм, в которых предполагается sp гибридизация атомов. Эти фрагменты состоят из деформирова-нных ароматических колец лодко- и ступкообразной формы . Тем не менее, координатное число таких структур по крайней мере 1,7, поэтому авторы предполагают присутствие коротких линейных цепочек углерода, однако их присутствие экспериментально не подтверждено
1.1.4 осаждение при распылении графитовой пленки импульсным лазером
Получение углеродных пленок осаждением продуктов абляции графита под воздействие импульсного лазерного излучения в последние 10 лет получило широкое распространение . Этому методу посвящен ряд работ, в которых авторы исследовали параметры и процессы распыления графита, структуру и свойства полученных пленок в зависимости от режимов осаждения, преимущественно от мощности излучения и температуры подложки . Сато и Фуруно [4] использовали для получения пленок ХеСl лазеры длинной волны 308 нм, мощность излучения на ми-шени 3 108Вт/см2 , tu=10 кс, частота 25 Гц, пятно на мишени 0,04 см2 . Мишень была изготовлена из графита диаметром 20 мс, остаточное давление в камере составляло 10-3Па. В качестве подложек использовался кварц и Si(100). На рисунке 3 приведена схема установки. Скорость осаждения составляла 20нм/мин.
В результате были получены пленки с коэффициентом преломления 2,1-2,2, шириной запрещенной зоны 1,4 эВ, удельным электросопротивлением 108 Ом см. Наиболее твердые пленки были получены при темпера туре 323 К или при комнатной температуре , но при напряжении смещения 150-500 В.
Авторы отметили, что при облучении каждый раз нового участка мишени при ее вращении, на подложке формировался только слой сажи. Если луч лазера направлялся только в одну точку, то качество пленок было высоким , и при этом реализовывались низкие скорости осаждения до 20 мкм/ч.
Затем геометрия эксперимента была несколько изменена. Пленки осажда-лись при tu=15кс, мощности излучения на подложке 5 1011 Вт/см и частоте 10 Гц. Скорость роста пленок на подложках с площадью 20 см2 и расстояниями до подложек 55 мм составляла 0,5 мкм/ч. Было предположено, что при этих усло-виях образовывался материал, содержащий 75% sp3 атомов, вследствие чего этот материал был назван “аморфным алмазом “.
В своей работе Г.Цебуля [4] изучал неоднородность структуры лазерного факела и оптичесие свойства алмазоподобных пленок. Установлено, что неравно-мерность релаксации в факеле обуславливает пространственную структуру пленок. Испарение мишени происходит пульсирующим способом, что обусловлено пучковой структурой импульса. При длительности импульса 1,5мс свечение факела регистрировалось в течение 5,4 мс при мощности излучения на подложках 4,9 109Вт/см. При этих условиях были получены пленки с коэффициентом преломления 2,3-2,7, пропусканием света 50-70% при толщине 20 нм.
В работе Ю. Быковского [5] был использован AL-Yt гранатовый лазер с непрерывной накачкой и периодической модуляцией добротности. для получения пленок использовались U=0,2 мкс, мощность излучения на подложках 3 107Вт/см2 . Выяснилось, что поток испаренного вещества состоит в основном из нейтральных частиц со средней энергией 2 эВ.
В одной из своих ранних публикаций [6] А.Рихтер использовал Nb-лазер при режимах tu=20 нс и плотности мощности на мишени 106-5 109 Вт/см2 . Было установлено, что мощность выше 108 Вт/см2 вызывает образование волнистой структуры мишени, что свидетельствует об образовании жидкой фазы. Аморфи-зированный поверхностный слой мишени содержал вкрапления с размерами от нескольких нанометров до 1 мкм кубического и гексагонального алмаза и нескольких типов графита. Пленки полученные при мощности выше 108 Вт/см имели аморфную структуру с различной степенью порядка и вкраплениями кристаллов алмаза и карбинов.
1-лазер ;
2-мишень ;
3-подложка ;
4-зеркала ;
5-электрод .
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.