Синтез в СВЧ-плазме алмазных пленок со сниженной шероховатостью

Изучается влияние добавок азота на вторичное зародышеобразование (нуклеацию) алмаза при его синтезе методом химического осаждения из газовой фазы (CVD). Серия поликристаллических алмазных пленок толщиной 2 мкм была выращена на кремниевых подложках в газовых смесях метан–водород–азот с различной концентрацией азота (0–1%). Структура и шероховатость выращенных пленок были исследованы с помощью сканирующей электронной микроскопии и оптической профилометрии. Показано, что малые добавки азота играют ключевую роль в процессах вторичной нуклеации алмаза, оказывая значительное влияние на морфологию пленок. Сравнение характеристик выращенных поликристаллических алмазных пленок позволило найти оптимальную концентрацию азота [N2] ≈ 0.2% для формирования нанокристаллических алмазных пленок с низкой шероховатостью поверхности и повышенной скоростью роста. Полученные результаты предполагается использовать для оптимизации параметров CVD-синтеза поликристаллических алмазных пленок для применения в качестве защитных или снижающих трение слоев, а также для изготовления сверхтвердых режущих инструментов.