Zastosowanie skaningowej mikroskopii elektronowej i spektroskopii Ramana do badań warstw diamentowych o różnej jakości

• Autorzy: Szulc A. , Zorenko Y. , Mosińska L.

Warianty tytułu

EN

Use of scanning electron microscopy and Raman spectroscopy for studying the diamond layers of various quality

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Prezentowane wyniki dotyczą syntezy warstw diamentowych z fazy gazowej. Zmiany morfologii uzyskano poprzez zmianę stosunku CH₄/H₂ w gazie roboczym. Syntezę warstw diamentowych przeprowadzono metodą syntezy z fazy gazowej przy użyciu reaktora pracującego w trybie plazmy termicznej typu HF CVD (hot filament chemical vapor deposition). Morfologię otrzymywanych warstw badano za pomocą skaningowej mikroskopii elektronowej SEM (scanning electron microscopy). Morfologia ta zmieniała się w szerokim zakresie, od morfologii typu (111) poprzez morfologię typu (100), aż do bardzo rozwiniętej morfologii typu ball-like. Do badania jakości (doskonałości struktury krystalicznej) otrzymywanych warstw diamentowych zastosowano spektroskopię Ramana. Zmiany morfologiczne znalazły odzwierciedlenie w widmach ramanowskich. Szerokość połówkowa FWHM (full width at half maximum) diamentowej linii Ramana zmieniała się w granicach 6,8–13,2 cm⁻¹ (FWHM monokryształu diamentu wynosi 2 cm⁻¹). Wraz ze wzrostem stosunku CH₄/H₂ w gazie roboczym oprócz amentowej linii ramanowskiej zaobserwowano również wzrost intensywności szerokiego pasma o maksimum w okolicy 1530–1580 cm⁻¹, świadczącego o obecności fazy węgla amorficznego. Otrzymane wyniki wyraźnie wskazują, że zarówno morfologia, jak i jakość warstw diamentowych mogą być kontrolowane poprzez zmianę stosunku węglowodoru do wodoru w gazie roboczym.

EN

Thin diamond layers were deposited over a Si substrate by the hot filament chemical vapor deposition technique by using MeH and H₂ gas mixture. The layers were analyzed by scanning electron microscopy and Raman spectroscopy. The diamond film morphol. and quality strongly depended on the MeH/H₂ ratio in the working gas. The films showed (111), (100) and ball-like morphol.

Słowa kluczowe

PL

synteza warstw diamentowych; skaningowa mikroskopia elektronowa; spektroskopia Ramana

EN

diamond layers synthesis; scanning electron microscopy; Raman spectroscopy

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przemysł Chemiczny
• Rocznik: 2012
• Tom: T. 91, nr 1
• Strony: 75--79
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Szulc A.

• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy

autor

Zorenko Y.

• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy

autor

Mosińska L.

• Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy

Bibliografia

• 1. K.E. Spear, J.P. Dismukes, Synthetic diamond. Emerging CVD science and technology, Wiley, UK 1994 r., 663.
• 2. C.J.H. Wort, R.S. Balmer, Mater. Today 2008, 11, nr 1/2, 22.
• 3. M. Frenklach, H. Wang, Pure Appl. Chem. 1994, 66, nr 9, 1773.
• 4. E.H. Wahl, Report No. TSD-136 (2001).
• 5. J. Kwiatkowska, B. Rajchel, Ż. Świątkowska, T. Nowak, Raport nr 2011/AP IFJ PAN, 2008.
• 6. K. Fabisiak, A. Banaszak, M. Kaczmarski, M. Kozanecki, Opt. Mater. 2006, 28, 106.
• 7. M.A. Tamor, W.C. Vassell, J. Appl. Phys. 1994, 76, nr 6, 3823.
• 8. D. Ballutaud, F. Jomard, T. Kociniewski, E. Rzepka, H. Girard, S. Saada, Diamond Relat. Mater. 2008, 17, 451.