Właściwości warstw NCD jako pokryć włókien światłowodowych w zależności od parametrów procesu RF PCVD

• Autorzy: Śmietana M. , Szmidt J. , Dudek M. , Niedzielski P.

Warianty tytułu

EN

Properties of diamond-like cladding for optical fibres depending on RF PCVD process parameters

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Komunikat przedstawia właściwości pokryć diamentopodobnych otrzymanych w metodzie RF PCVD (Radio Frequency Plasma Chemical Vapour Deposition) na kwarcowych rdzeniach światłowodów typu PCS (Polymer Clad Silica), które mogą być wykorzystane jako głowice czujników. Poruszono problem technologicznego osadzania warstw DLC i NCD na podłożach dielektrycznych oraz opracowano sposób umieszczania próbek w reaktorze i takiego przeprowadzenia procesu, aby otrzymać oczekiwany efekt. Zaprezentowano wpływ parametrów procesu osadzania na transmisję światłowodu. Otrzymane pokrycia można scharakteryzować jako trwałe i cechujące się dobrą adhezją. Wykonano zdjęcia pokryć za pomocą Skaningowego Mikroskopy Elektronowego (SEM) oraz Mikroskopu Sił Atomowych (AFM). Eksperyment dowodzi bardzo wysokiej czułości otrzymanego układu na zmiany wilgotności otoczenia, w tym także w otoczeniu płynów organicznych "in vitro". Czułość ta zależy od długości pokrycia rdzenia warstwą DLC lub NCD oraz od parametrów procesów jej osadzenia. Ze względu na biokomatybilność pokryć NCD układ może znaleźć zastosowania "in vivo".

EN

The manuscript presents properties of diamond-like carbon cladding deposited with the Radio Frequency Plasma Chemical Vapour Deposition (RF PCVD) method into Polymer Clad Silica (PCS) optical fibre, which can be used as a sensing head. A technological subject of depositing diamond-like carbon (DLC) and nanocrystalline diamond (NCD) layers onto dielectric substrates is also raised. An original way of placing samples in a plasma reactor and process taken in order to get a desirable effect were worked out. An influence of deposition process parameters on fibre's transmission is presented. The coats can be characterized by good adhesion and stability. Scanning Electron Microscopy (SEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) images of the deposited layer were made. The experiments prove very high sensitivity to humidity. Such a sensor head can also find applications in an "in vitro" organic liquids environment. The sensitivity depends on a length of the uncoated section and deposition process parameters. Considering a biocompatibility of the NCD, presented tool can find "in vivo" applications.

Słowa kluczowe

PL

biomedyczne zastosowania DLC i NCD; charakterystyka warstw DLC i NCD; czujniki światłowodowe; biopokrycia NCD

EN

DLC and NCD biomedical application; DLC and NCD layer characterization; optical fibre sensor; NCD biocoating

• Wydawca: Polskie Stowarzyszenie Biomateriałów
• Czasopismo: Inżynieria Biomateriałów
• Rocznik: 2004
• Tom: R. 7, nr 35-36
• Strony: 67--70
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., wykr.

Twórcy

autor

Śmietana M.

• Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Politechnika Warszawska, Koszykowa 75, 00-665 Warszawa

autor

Szmidt J.

• Instytut Mikroelektroniki i Optoelektroniki, Politechnika Warszawska, Koszykowa 75, 00-665 Warszawa

autor

Dudek M.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka, Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

autor

Niedzielski P.

• Instytut Inżynierii Materiałowej, Politechnika Łódzka, Stefanowskiego 1/15, 90-924 Łódź

Bibliografia

• [1] Szmidt J., Diamond-like layers as passivation coating for power bipolar transistors. Diamond and Related Materials, 3(1994) 849.
• [2] Mitura S., Sokołowska A., Szmidt J., Balasiński A., Antireflection, hard carbon coating for IR optics. Applications of Diamond Films and Related Materials (1991) 795.
• [3] Lettington A.H., Smith C., Optical properties and applications of DLC coatings. Diamond and Related Materials 1(1992) 805.
• [4] Alaluf M., Appelbaum J., Klibanov L., Brinker D., Scheiman D., Croitoru N., Amorphous diamond-like carbon films - a hard antireflecting coating for silicon solar cells. Thin Solid Films 256 (1995) 1-3.
• [5] Coad E.J., Pickles C.S.J., Jilbert G.H., Field J.E., Aerospace erosion of diamond and diamond coatings. Diamond and Related Materials 5 (1996) 640-643.
• [6] Mitura E., Wawrzyniak P., Rogacki G., Szmidt J., Jakubowski A., The properties of diamond-like carbon layers deposited onto SiO2 aerogel. Diamond and Related Materials 3 (1994) 868.
• [7] Grant D.M., Mccoll I.R., Golozar M.A., Wood J.V., Braithwaite N.St.J., Plasma assisted CVD for biomedical applications. Diamond and Related Materials 1(1992) 727.
• [8] Mitura E., Mitura S., Niedzielski P., Has Z., Wolowiec R., Jakubowski A., Szmidt J., Sokolowska A., Louda P., Marciniak J., Koczy B., DLC coatings for biomedical applications. Diamond and Related Materials 3 (1994) 896.
• [9] Butter R., Allen M., Chandra L., Lettington A.H., Rushton N., In vitro studies of DLC coating with silicon intermediate layers. Diamond and Related Materials 4 (1994) 857- 861.
• [10] Grill A., Diamond-like carbon coatings as biocompatible materials - an overview. Diamond and Related Materials 12 (2003) 166-170.
• [11] Langer M., Mitura S., Szmidt J., Sokołowska A., Verification of nanocrystalline diamond films' quality. Diamond Based Composites (1997) 211.
• [12] Dłużniewski M., Mitura E., Mitura S., Niedzielski P., Przymusiala P., Der-Sahaguian S., Staryga E., Zak J., Skolowska A., Szmidt J., Stanishevsky A., Moll J.A., Moll J.J., Comparison of the surface structure of carbon films deposited by different methods. Diamond'96, paper 11.020.
• [13] Robertson J., Improving the properties of diamond-like carbon. Diamond and Related Materials 12 (2003) 79-84.
• [14] Abderrahmane S., Himour A., Kherrat R., Chailleux E., Jaffrezic- Renault N., Stremsdoefer G., An optical fibre corrosion sensor with an electroless deposit of Ni-P. Sensors and Actuators, B75 (2001) 1-4.
• [15] Adbelmalek F., Chevelon J.M., Lacroix M., Jaffreizic-Renault N., Gagnaire H., The sol-gel approach to prepare functionalized porous silica as sensing part for optical fibre sensor. Proc 11th European Conference on Solid State Transducers EUROSENSORS XI, (1997) 1529.
• [16] Śmietana M., Szmidt J., Dudek M., Niedzielski P., Optical properties of diamond-like cladding for optical fibre. To be published in Diamond and Related Materials.
• [17] Szmidt J., Electronoic Properties of Nanocrystalline Layers of Wide-Band-Gap Materials, Chaos, Solitons and Fractals, Vol. 10, 12 (1999) 2099-2152.
• [18] Mitura S., Mitura A., Niedzielski P., Couvrat P., Nanocrystalline Diamond Coatings, Chaos, Solitons and Fractals Vol. 10, 12 (1999) 2165-2176.