11.5 C
Gdańsk
sobota, 2 marca, 2024

Diament niskociśnieniowy: od produktów niewiarygodnych po produkty techniczne / Roland Haubner 

0
628

 

Streszczenie

Pomysł wyhodowania diamentu z fazy gazowej narodził się w latach pięćdziesiątych XX wieku, ale minęło około 30 lat, zanim Matsumoto i współpracownicy pokazali w Japonii pierwsze warstwy diamentu wyhodowane bezpośrednio z fazy gazowej na podłożach. W pierwszych latach badano funkcję wodoru atomowego, różne metody wzrostu i parametry procesu. Badania koncentrowały się przede wszystkim na zastosowaniach narzędzi odpornych na zużycie. W ramach tego tematu zbadano interakcje podłoży, takich jak twarde metale i ceramika, z gazową atmosferą osadzania diamentu. Oprócz doskonałej twardości diament wykazuje najwyższą przewodność cieplną, wysoką przezroczystość, wysoką obojętność chemiczną i odpowiednie właściwości półprzewodnikowe. Różne wymagania dotyczące obszarów zastosowań diamentów wymagały podziału badań diamentów na odpowiednie podobszary. Metoda hot-filament jest stosowana głównie do zastosowań związanych z zużyciem, ponieważ doskonale nadaje się do powlekania skomplikowanych geometrii, ale diament ten zawiera pewne zanieczyszczenia. Inną metodą jest system plazmy mikrofalowej, który umożliwia wzrost czystego diamentu używanego do okien optycznych i zastosowań wymagających wysokiej przewodności cieplnej. Inne badane obszary badawcze obejmują domieszkowany diament do zastosowań mikroelektronicznych lub elektrochemicznych (np. oczyszczanie ścieków); ballas (diament polikrystaliczny, sferyczny), NCD (diament nanokrystaliczny) i UNCD (diament ultrananokrystaliczny) do zastosowań związanych ze zużyciem. Inną metodą jest system plazmy mikrofalowej, który umożliwia wzrost czystego diamentu używanego do okien optycznych i zastosowań wymagających wysokiej przewodności cieplnej. Inne badane obszary badawcze obejmują domieszkowany diament do zastosowań mikroelektronicznych lub elektrochemicznych (np. oczyszczanie ścieków); ballas (diament polikrystaliczny, sferyczny), NCD (diament nanokrystaliczny) i UNCD (diament ultrananokrystaliczny) do zastosowań związanych ze zużyciem. Inną metodą jest system plazmy mikrofalowej, który umożliwia wzrost czystego diamentu używanego do okien optycznych i zastosowań wymagających wysokiej przewodności cieplnej. Inne badane obszary badawcze obejmują domieszkowany diament do zastosowań mikroelektronicznych lub elektrochemicznych (np. oczyszczanie ścieków); ballas (diament polikrystaliczny, sferyczny), NCD (diament nanokrystaliczny) i UNCD (diament ultrananokrystaliczny) do zastosowań związanych ze zużyciem.

Należy zauważyć, że synteza diamentu CVD (chemiczne osadzanie z fazy gazowej) osiągnęła etap produkcji przemysłowej i kilka firm sprzedaje różne produkty diamentowe. Ta praca ma na celu przekazanie czytelnikowi, że diament CVD jest produktem wytwarzanym przemysłowo, który może być używany na wiele sposobów. Przy odpowiednio niskich kosztach tego diamentu możliwe wydają się nowe, innowacyjne zastosowania.

 

Historia

Synteza diamentów była uważana przez setki lat za cud natury, aż naukowcom z GE (General Electric Company) udało się w 1954 roku przeprowadzić syntezę diamentu w wysokiej temperaturze i pod wysokim ciśnieniem (HPHT) [ 1 ] . Synteza ta przebiega zgodnie z zasadami termodynamiki, a parametry procesu wzrostu diamentu mieszczą się w obszarze stabilności diamentu.

Jednak badania nad syntezą diamentu w obszarze jego metastabilności termodynamicznej rozpoczęto niemal równocześnie, wraz ze zgłoszeniami patentowymi w Rosji i USA [ 2 , 3 ]. W Rosji Deryagin i Spitsyn [ 4 , 5 ] badali wzrost diamentu z fazy gazowej na kryształach zarodkowych diamentu. Dzięki tej metodzie możliwe było zwiększanie rozmiaru diamentów do początku wzrostu grafitu, ale konieczne było zastosowanie procesu cyklicznego w celu usunięcia grafitu i węgla niediamentowego. Do etapu wytrawiania stosowano kwasy utleniające lub wodór pod zwiększonym ciśnieniem i temperaturą. W tym czasie Angus i współpracownicy badali wykorzystanie atomowego wodoru (at.H) do trawienia grafitu [ 6 ].

Zasadniczo znane były wówczas wymagania dotyczące niskociśnieniowego wzrostu diamentów. W Rosji Deryagin, Spitsyn i kilku współpracowników badali epitaksjalny wzrost diamentu na diamentie, również z wytrawianiem grafitu wodorem atomowym [ 7 , 8 , 9 , 10 , 11 , 12 , 13 , 14 ]. Wszystkie te dokumenty opisują wzrost diamentu bardzo niejasno, prawdopodobnie ze względu na poufność.

Również w późnych latach siedemdziesiątych XX wieku badano osadzanie powłok węglowych metodą PVD (fizyczne osadzanie z fazy gazowej). Ponieważ niektóre z tych powłok wykazywały wysoką twardość, Weissmantel nazwał je „węglem diamentopodobnym” (DLC) [ 15 , 16 , 17 , 18 , 19 ]. Nazwa ta od razu została przyjęta dla amorficznych powłok węglowych.

Sytuacja uległa zmianie, gdy japońscy badacze z NIRIM (National Institute for Research in Inorganic Materials, Tsukuba) opublikowali szczegółowo w 1982 roku niskociśnieniowe osadzanie diamentów metodą hotfilament [ 20 , 21 ] . Niedługo potem opublikowano prace dotyczące charakterystyki diamentów i innych metod osadzania [ 22 , 23 ].

Ponieważ z termodynamicznego punktu widzenia niemożliwe jest wyprodukowanie diamentu w warunkach niskiego ciśnienia, chemicy w tamtych czasach nie mogli uwierzyć, że taki proces jest możliwy. Ponieważ prof. B. Lux (1930–2013) [ 24 ] z TU Wien zignorował termodynamiczne uprzedzenia i uwierzył w japońskie publikacje z 1984 r., w Austrii rozpoczęto badania niskociśnieniowych diamentów. W lipcu 1985 roku w Wiedniu wyhodowano pierwsze kryształy diamentu (ryc.  1 ) [ 25 , 26 , 27 ]. Ich obecność potwierdziły pomiary ramanowskie.

Ryc. 1

rysunek 1

Pierwsze niskociśnieniowe kryształy diamentu wyhodowane metodą gorącego włókna w TU Wien w 1985 r. (zmodyfikowane z [ 25 ])

W Japonii wiele grup badawczych w firmach, ale także na uniwersytetach badało różne aspekty tej nowej metody hodowli diamentów. Poza Japonią badania nad diamentem CVD rozpoczęto nieco później.

Atomowy wodór: sekret niskociśnieniowego wzrostu diamentów

Do niskociśnieniowego osadzania diamentów potrzebna jest at.H. Niewiarygodnym faktem było to, że z termodynamicznego punktu widzenia niemożliwe jest wyhodowanie diamentu przy niskim ciśnieniu. Jednak w rzeczywistości wodór atomowy jest niezbędny do wzrostu diamentu i napędza reakcje nierównowagowe, które już skutkują diamentem.

Zastosowano żarówkę, aby zilustrować, jak łatwe jest osadzanie diamentu (ryc.  2 a). W pierwszych latach rzeczywisty wpływ i udział atomowego wodoru nie był jasny, ale Badzian i in. [ 28 , 29 ] pokazały wiarygodną koncepcję (ryc.  2b ). Podczas pirolizy węgla osadzanie diamentu jest preferowane termodynamicznie, ponieważ jest on metastabilny. Jednak w rzeczywistości grafit powstaje dzięki prawu Ostwalda-Vollmera [ 30 ], ponieważ grafit ma mniejszą gęstość niż diament. Wytrawianie warstwowej struktury krystalicznej grafitu sp 2 atomowym wodorem jest znacznie szybsze niż wytrawianie sp 3 diamentem. Dzięki połączeniu pirolizy i wytrawiania wodorem atomowym diament można hodować bezpośrednio. Wodór atomowy musi być wytwarzany i transportowany na powierzchnię podłoża bez rekombinacji (rys.  2c ) [ 31 ].

Ryc. 2
Rysunek 2

Wyjaśnienia wzrostu diamentu CVD: uproszczona demonstracja atomowego wytwarzania wodoru przez żarówkę (zmodyfikowana z [ 47 ]), b selektywne trawienie grafitu wodorem atomowym (zmodyfikowana z [ 28 ]), c wpływ temperatury i ciśnienia gazu na atomowe wytwarzanie wodoru [ 46 ]

Obliczenia równowagi termodynamicznej można wykorzystać do obliczenia ilości at. H osiągalnej w wybranych warunkach aktywacji gazu, ale nie do opisu wzrostu diamentu. Podczas aktywacji gazowej wodoru i mieszanin gazowych zawierających węgiel teoretycznie może powstać wiele związków C x Hy [ 32 , 33 , 34 , 35 ]. Obliczenia kinetyczne, uwzględniające układ nierównowagowy i ciągłe dodawanie atomowego wodoru, pokazują złożoność reakcji chemicznych (Rys.  3 ) [ 36 , 37 ]. Później wykorzystano symulacje komputerowe, aby spróbować wyjaśnić wzrost diamentu i rolę at .H [ 38 ].

Ryc. 3
rysunek 3

Obliczenia kinetyczne w układzie C/H z dodatkowym at.H (zmodyfikowane z [ 36 ])

Wreszcie, morfologia i jakość diamentu są określone przez ilość at. H i jego stosunek do węgla (ryc.  4 ). Morfologia diamentu zmienia się z dobrze fasetowanej ośmiościennej (111) na sześcienną (100) na niefasetowaną morfologię kul ze zmniejszającym się stosunkiem at. H do C (ryc.  4 a) [ 39 , 40 ]. Termin ballas dla półkulistych i polikrystalicznych osadów diamentowych został po raz pierwszy użyty przez Bichlera i in. [ 25 , 27 ], ale później niektórzy autorzy używali kalafiorowatych [ 41 ], kulistych [ 42 ] itp.

Ryc. 4
rysunek 4

Zależność między stosunkiem at.H i węgla na obserwowaną morfologię diamentu ( a ) (zmodyfikowana z [ 40 ]), b schematyczne przedstawienie wpływu at.H i węgla na morfologię diamentu (zmodyfikowane z [ 43 , 44 , 45 ]) ( c ) schematyczne przedstawienie rozkładu defektów w osadzonym diamencie w zależności od morfologii powierzchni

Zależności między warunkami osadzania, ilością at.H i morfologią diamentu przedstawiono na ryc.  4b [ 43 , 44 , 45 , 46 , 47 ].

Metody wytwarzania atomowego wodoru do wzrostu diamentów

Niskociśnieniowe osadzanie diamentów to proces CVD, wykorzystujący węglowodory i at. H do wzrostu diamentu. At. H może być wytwarzany przez wysokie temperatury lub plazmę gazową (ryc.  5 ). Metody te dają możliwość hodowania warstw diamentu polikrystalicznego o dużych rozmiarach i grubościach na różnych podłożach.

Ryc. 5
rysunek 5

Przykłady metod osadzania diamentów: a sprzęt do gorącego włókna w TU Wien, b sprzęt mikrofalowy, pierwszy prototyp w NIRIM, Tsukuba, Japonia, c wyładowanie jarzeniowe CD w TU Wien

Pierwsza metoda opisana przez Matsumoto i in. była metoda hot-filament [ 20 ], stosowana również przez Bichlera i in. na TU Wien [ 25 ]. Aktywacja mikrofalowa została wprowadzona przez Kamo i in. wkrótce potem (ryc.  5 b) [ 23 ]. Następnie zastosowano kilka innych metod, np. strumienie plazmy, wyładowania jarzeniowe i palnik acetylenowy. Niektóre rysunki schematyczne pokazano na fig.  6 .

Ryc. 6
rysunek 6

Schematy metod osadzania diamentów: a włókno na gorąco, b płomień spalania, c mikrofala, d wyładowanie jarzeniowe DC

Metoda gorącego włókna (ryc.  6 a) działa na zasadzie rozkładu termicznego H2  w celu uzyskania at. H i pozwala na łatwe projektowanie i zwiększanie skali reaktorów [ 47 , 48 ]. W przypadku materiałów włókienniczych można zastosować W lub Ta, co pozwala na uzyskanie temperatury włókna do 2500°C [ 49 , 50 , 51 ]. Niejednorodnym osadzeniom diamentów, spowodowanym odchyleniami temperatury podłoża i stężeń at. H, można zapobiec, układając kilka włókien w optymalnych pozycjach (ryc.  7 a) [ 48]. Zaletą metody hot-filament jest to, że temperaturę powierzchni podłoża można łatwo regulować przez dodatkowe ogrzewanie i nie jest konieczne aktywne chłodzenie podłoża. Jednak szybkość osadzania diamentu jest stosunkowo niska (około 1 µm/h) w porównaniu z innymi metodami. Ze względu na zanieczyszczenia diamentów spowodowane materiałami włókienniczymi, metoda ta jest stosowana przede wszystkim do nanoszenia powłok diamentowych na części zużywające się [ 52 , 53 ]. Kilka firm sprzedaje sprzęt do żarnika [ 54 , 55 , 56 ].

Ryc. 7
rysunek 7

Układ geometryczny substrat/plazma i odpowiadające im morfologie diamentów: gorące włókno, b plazma mikrofalowa

Palnik acetylenowy (ryc.  6 b) również wykorzystuje wysokie temperatury do generowania at.H i jest bardzo prosty. Jednak ze względu na mały rozmiar płomienia i problemy z czystością acetylenu metoda ta nie zyskała dużego znaczenia [ 57 , 58 ].

Osadzanie diamentu plazmą mikrofalową (ryc.  6 c) za pomocą plazmy w kształcie „kuli” jest wygodne w obsłudze i można osadzać bardzo czysty diament. Powiększenie obszarów depozycji jest trudne, aw wyniku kulistej plazmy jakość diamentu jest niejednorodna między środkiem a brzegiem wyładowania (ryc. 7 b)  [ 43 , 44 , 59 . Zaletą tej metody jest to, że moc mikrofal można łatwo zwiększyć, co skutkuje wyższymi szybkościami wzrostu diamentu (powyżej 10 µm/h). Główną zaletą tej metody jest możliwość osadzania diamentu o wysokiej czystości [ 60 ]. Obecnie kilka firm sprzedaje sprzęt mikrofalowy do osadzania diamentów [ 61 , 62].

Balzers (obecnie Oerlikon) wprowadził reaktor z wyładowaniem łukowym o dużej gęstości/niskim napięciu jako przemysłowy proces powlekania materiałów narzędziowych [ 63 , 64 ]. Ta metoda daje wysokie stężenia at.H i dlatego umożliwia powlekanie dużej liczby wkładek w dość kontrolowanych warunkach [ 65 ].

Strumienie plazmy prądu stałego i łuku umożliwiają szybki wzrost diamentów na stosunkowo dużych powierzchniach, porównywalny z metodami mikrofalowymi i gorącym włóknem. Ponieważ substraty zazwyczaj znajdują się w pobliżu łuku, potrzebne jest kontrolowane chłodzenie w celu regulacji temperatury powierzchni substratu, co może stanowić poważny problem w zastosowaniach związanych z produkcją masową [ 66 , 67 , 68 , 69 ].

Metoda wyładowania jarzeniowego DC (ryc.  6 c) pozwala na znacznie wyższe tempo wzrostu diamentu, ale występują pewne problemy, takie jak zwiększenie skali, geometria podłoża i powtarzalność [ 70 , 71 , 72 ].

Zalety i wady podstawowych procesów aktywacji wodoru podsumowano w tabeli  1 [ 73 ].

Tabela 1 Zalety i wady niskociśnieniowych metod syntezy diamentów (zmodyfikowana z [ 73 ])

Od: Diament niskociśnieniowy: od produktów niewiarygodnych po produkty techniczne

metoda Zalety Niedogodności
Filament na gorąco Niskie koszty wyposażenia

Łatwe skalowanie w górę

Zanieczyszczenie materiałem filamentowym

Niskie tempo wzrostu (około 1 μm/h)

kuchenka mikrofalowa

osocze

Wysoka jakość diamentu

Łatwa regulacja temperatury

Plazma w kształcie „kuli”.

Niejednolita grubość

Trudne dla podłoży 3D

Dysze plazmowe Wysokie tempo wzrostu Wymuszone chłodzenie podłoża
Wyładowanie jarzeniowe Wysokie tempo wzrostu Kontrola temperatury podłoża

Małe obszary depozycji; podłoża płaskie

Parametry procesu i interakcje substratów dla wzrostu diamentów

Jak już opisano, na jakość diamentu duży wpływ ma stosunek at.H do węgla oraz temperatura powierzchni podłoża. Ponadto istnieje duże nakładanie się wpływów na wzrost diamentu spowodowanych innymi parametrami procesu, takimi jak elementy domieszkujące i materiały podłoża. Aspekty te zostaną przedstawione osobno.

Parametry osadzania diamentów

Głównym parametrem, który musi zostać zoptymalizowany, aby rosnąć diament, jest właściwy skład fazy gazowej pod względem stosunku C/H/O w porównaniu do produkowanego at.H [ 74 ] (ryc.  8 ).

Ryc. 8
Cyfra 8

Diagram mieszania C/H/O przedstawiający obszar wzrostu diamentu, jeśli występuje wystarczająca ilość at.H (zmodyfikowany z [ 74 ])

Zarodkowanie i wzrost diamentu to kluczowe parametry osadzania diamentu, a między warstwą diamentu, podłożem i fazą gazową zawsze zachodzą interakcje.

Tworzenie warstwy diamentowej można podzielić na trzy etapy: (1) zarodkowanie diamentu, (2) wzrost pojedynczych agregatów diamentowych, które rosną razem i (3) wzrost warstwy diamentowej (ryc. 9)  [ 27 , 75 ] .

Ryc. 9
rysunek 9

Na tworzenie warstwy diamentowej ma wpływ szybkość zarodkowania diamentu. a Diagram ilustrujący wpływ zarodkowania diamentu na szybkość osadzania diamentu, b pojedyncze kryształy diamentu, c koalescencja kryształów diamentu, d warstwa diamentu

Jeśli spełnione są warunki wzrostu diamentu, ostateczna jakość diamentu jest powiązana z ilością at.H i tempem wzrostu diamentu. Wysokiej jakości diament o niskiej gęstości defektów wymaga niskiego tempa zarodkowania diamentu i niskiego tempa wzrostu. Zwiększając tempo wzrostu, zwiększa się gęstość defektów w kryształach diamentu [ 40 ]. Defekty to głównie mikrobliźniaki, które korzystnie powstają w (111) sektorach wzrostu. Jeśli gęstość defektów staje się zbyt duża, powierzchnia diamentu nie jest już fasetowana i jest nazywana diamentem ballas [ 76 ] (ryc.  4 ).

Zmieniając warunki wzrostu można hodować różne fasetki diamentu, co skutkuje różnymi morfologiami warstw [ 77 ]. Na morfologię warstwy dodatkowo wpływa tworzenie tekstury podczas wzrostu warstwy [ 78 ] (ryc.  10 ).

Ryc. 10
rysunek 10

Korelacja między widocznym rozmiarem kryształów diamentu a grubością warstwy

Zmniejszając ilość at.H w porównaniu z C, zwiększa się zarodkowanie diamentu i powstają drobnoziarniste powłoki diamentowe. W przypadku ekstremalnych zmian parametrów procesu powstają warstwy diamentu nanokrystalicznego (NCD) [ 79 , 80 ] i diamentu ultrananokrystalicznego (UNCD) [ 81 , 82 ]. W tych powłokach kryształy diamentu są w zakresie nanometrów i są otoczone amorficznymi granicami ziaren zawierających węgiel. W wyniku dużej liczby granic ziaren zawartość fazy diamentowej jest zmniejszona i trudno odróżnić diament (krystaliczny) od węgla amorficznego [ 83 ]. W wyniku większej ilości sp 2węgiel i zwiększone wytrawianie przez at.H, tempo wzrostu warstwy jest niskie.

Wreszcie, wszystkie parametry procesu oddziałują na siebie i prowadzą do różnych powłok diamentowych. Przykład interakcji temperatury i ciśnienia gazu na wzrost diamentu pokazano na ryc.  11 [ 84 ]. Ciśnienie gazu powinno być wystarczająco niskie, aby utworzyć duże ilości at.H, ale także wystarczająco wysokie, aby uzyskać rozsądne tempo wzrostu diamentu [ 31 , 46 ]. Temperatura powierzchni podłoża powinna być niższa niż 1000°C, aby zapobiec przemianie już wyrośniętego diamentu w grafit. Jednak poniżej 600 ° C osadzanie diamentu staje się bardzo powolne [ 85 ].

Ryc. 11
rysunek 11

Przykład wpływu temperatury i ciśnienia parametrów procesu na osadzanie diamentu przy stałych parametrach osadzania (zmodyfikowany z [ 57 , 84 ])

Zgodnie z ogólną koncepcją Bachmanna [ 74 ], tlen nie ma negatywnego wpływu na wzrost diamentu. Zostało to potwierdzone przez zastosowanie acetonu jako prekursora [ 86 ] (Rys.  12 ) i dodanie CO do źródła gazu [ 87 ].

Ryc. 12
rysunek 12

Porównanie acetonu i metanu jako prekursorów osadzania diamentów (zmodyfikowane z [ 86 ])

Zanieczyszczenia i doping diamentowy

Wyzwaniem w tym obszarze badawczym jest produkcja półprzewodnikowego diamentu typu p i typu n. W przeszłości dodatki boru [ 88 , 89 , 90 ], azotu [ 78 , 91 , 92 , 93 ], fosforu [ 94 , 95 , 96 ], litu [ 97 , 98 ] a także siarki [ 99 , 100 , 101 ] badano proces osadzania diamentu (ryc.  13 a).

Ryc. 13
rysunek 13

Wpływ związków P, N i B w fazie gazowej podczas osadzania diamentu: typowo rozwinięta morfologia diamentu dla poszczególnych dodatków i związanych z nimi widm ramanowskich, b wpływ temperatury podłoża na szybkość wzrostu diamentu (zmodyfikowany z [ 111 ])

Dodatek boru podczas niskociśnieniowego osadzania diamentu jest stosowany od dość dawna [ 90 , 102 , 103 ], ponieważ małe stężenia boru zwiększają tempo wzrostu diamentu i poprawiają krystaliczność. Później diament domieszkowany borem stał się interesujący dla technologii półprzewodników (typu p) [ 104 ] oraz dla elektrod w elektrochemii [ 105 ]. Metody osadzania zwykle osiągają aktywację gazową za pomocą plazmy mikrofalowej lub gorącego włókna. W przypadku metody hot-filament należy uwzględnić reakcje metalicznych materiałów włókienniczych z borem (tworzenie borków) [ 106 ].

W przypadku stężeń boru w fazie gazowej poniżej 500 ppm B/C, niezależnie od źródła boru i zastosowanej metody osadzania, powszechnie stwierdza się lepszą jakość diamentu [ 107 , 108 ]. Obserwuje się nieznacznie zwiększone rozmiary kryształów diamentu, a pokrój kryształu staje się lepiej zaznaczony.

Stężenia B pomiędzy 1000 a 5000 ppm B/C zmniejszają tempo wzrostu diamentu do wartości porównywalnych z warstwami niedomieszkowanymi. Morfologia diamentu pozostaje dość stała przy stale zmniejszającym się rozmiarze kryształów. Mikroskopia optyczna i skaningowa mikroskopia elektronowa (SEM) [ 88 ] próbek polerowanego diamentu uwidaczniają niejednorodności rozkładu boru. Bor jest włączony do 3% at. w (111) i mniej niż 0,3% at. w (100) uprawianych sektorach (ryc. 14)  [ 109 , 110 ] .

Ryc. 14
rysunek 14

Przykład niejednorodnego wbudowania boru w różne powierzchnie kryształów. Na obrazach SEM powierzchnie kryształów zawierające bor wydają się ciemniejsze, ponieważ elektrony z SEM są kierowane i nie ma ładunku (zmodyfikowane z [ 88 , 109 ])

Domieszkowanie diamentu typu n spotkało się z dużym zainteresowaniem i zbadano dodatek śladowych ilości P, N, S i Li. Dodatek zanieczyszczeń w procesie osadzania diamentu wpływa na tempo wzrostu diamentu, morfologię oraz jakość i właściwości osadzonego diamentu [ 111 ].

Biorąc pod uwagę tylko czynniki steryczne i energetyczne, wprowadzenie fosforu do sieci diamentowej wydaje się mało prawdopodobne, ponieważ promień kowalencyjny fosforu jest większy niż promień węgla [ 112 ]. Nawet niewielkie ilości fosforu w fazie gazowej hamują dobrze fasetowany wzrost diamentu [ 94 ]. Niemniej jednak w literaturze można znaleźć kilka doniesień na temat tworzenia warstw diamentowych CVD typu n przy użyciu źródeł domieszkujących zawierających fosfor [ 95 , 96 , 113 ].

Wpływ azotu zbadano wcześnie, ze względu na wycieki lub pozostałości w gazach reakcyjnych (powszechnie występujące w H 2 i CH 4 ). Niewielkie zanieczyszczenia azotem drastycznie wpływają na wzrost diamentu i orientację kryształów [ 93 , 114 , 115 ]. Znakomite właściwości elektryczne [ 91 , 116 ] i termiczne [ 117 ] warstw diamentowych są zmieniane przez małe i średnie dodatki azotu.

Badania diamentu domieszkowanego siarką [ 118 , 119 ] były napędzane poszukiwaniem półprzewodnikowego diamentu typu n [ 120 , 121 ], ale ostatecznie wyniki nie były obiecujące.

Interesujący wynik uzyskano, gdy jednocześnie dodano B i N (ryc.  15 ) [ 122 ]. W tym przypadku diament i grafit zostały osadzone obok siebie, co jest sprzeczne z zasadą niskociśnieniowego wzrostu diamentu, który przy .H wytrawia cały węgiel sp 2 .

Ryc. 15
rysunek 15

Jednoczesne dodawanie boru i azotu podczas osadzania diamentu, w wyniku czego powstają mieszaniny diamentu i grafitu (zmodyfikowane z [ 122 ])

Wpływ materiałów podłoża na wzrost diamentu

Interakcje między podłożami a osadzeniem diamentu są dość złożone, ponieważ można wpływać na zarodkowanie i wzrost diamentu (ryc.  16 ).

Ryc. 16

rysunek 16

Ilustracja wpływu właściwości podłoża na zarodkowanie diamentu

Najważniejsze są reakcje między podłożem a węglem i wodorem atomowym w fazie gazowej. Można dokonać podziału na podłoża obojętne, podłoża tworzące węgliki lub wykazujące rozpuszczalność węgla oraz podłoża atakowane atomowym wodorem.

  • Podłoża obojętne: diament [ 123 ], c-BN [ 124 ], SiAlON [ 27 , 44 ], Cu, Au [ 125 ]

  • Podłoża węglikotwórcze: metale ogniotrwałe (np. Mo, W, Ta [ 126 , 127 , 128 ]), ale także Si [ 129 , 130 ]

  • Metale rozpuszczalne w węglu: metale żelazne (Fe, Co, Ni [ 131 , 132 ], Ni 3 Ge [ 133 ]) oraz metale szlachetne (np. Pt, Pd [ 125 , 134 ])

  • Próbki zaatakowane przez at.H: h-BN, Al 2 O 3 [ 135 ], grafit [ 136 , 137 ]

Niektóre przykłady wzrostu diamentów na różnych podłożach przedstawiono na ryc.  17 .

Ryc. 17
rysunek 17

Osadzanie diamentów na różnych podłożach

Jednym z obszarów zainteresowania było osadzanie diamentu na krzemie, ponieważ tworzenie się węglików jest znikome i istnieje możliwość epitaksjalnego zarodkowania diamentu w celu wyhodowania monokrystalicznych diamentów o dużej powierzchni [ 138 , 139 ]. Epitaksja na Si nie jest doskonała i aby osiągnąć cel, konieczne było wiele badań epitaksjalnych warstw pośrednich. W 2017 roku Schreck [ 140 ] zgłosił płytkę z pojedynczego krystalicznego diamentu o średnicy około 92 mm.

Innym ważnym materiałem podłoża jest twardy metal (WC-Co) [ 141 ], który jest używany do zastosowań narzędziowych. Podczas stosowania WC-Co problemy są powodowane głównie przez spoiwo Co [ 142 ], ponieważ Co oddziałuje podczas osadzania diamentu na różne sposoby [ 143 , 144 ]. Kobalt katalizuje osadzanie się sp 2 -nie-diamentowego węgla, a także ma stosunkowo wysoką prężność pary wpływającą na fazę gazową nad podłożem [ 145 ]. Węgiel sp 2 (grafitowy) ma negatywny wpływ na adhezję powłok diamentowych.

Efekty Co podczas osadzania diamentu można opisać następująco (ryc.  18 ):

  • Komigracja ma miejsce na powierzchni podłoża i powstają kropelki Co [ 143 , 146 , 147 ].

  • Podczas procesu osadzania węgiel i części już osadzonego diamentu dyfundują do węglików spiekanych, ponieważ faza spoiwa Co ma rozpuszczalność węgla [ 148 ]. Aby powłoka diamentowa dobrze przylegała do narzędzi z węglików spiekanych, konieczne jest nasycenie spoiwa kobaltowego węglem przed osadzeniem diamentu [ 148 ].

  • Wraz ze wzrostem zawartości Co i węglików, takich jak TiC, w stopie węglikowym wzrasta współczynnik rozszerzalności cieplnej, aw wyniku niższego współczynnika rozszerzalności cieplnej diamentu w powłoce diamentowej powstają naprężenia ściskające podczas chłodzenia od temperatury osadzania. Jest to jeden z powodów zmniejszonej przyczepności powłoki do podłoża [ 135 ].

Ryc. 18
rysunek 18

Oddziaływania fazy spoiwa Co w stopie twardym podczas osadzania diamentu. a Schematyczne przedstawienie (zmodyfikowane z [ 142 ]), b Kropelki Co na powierzchni diamentu (zmodyfikowane z [ 145 ]), c Dyfuzja C do podstechiometrycznego podłoża z twardego metalu (zmodyfikowane z [ 145 ])

Aby przezwyciężyć problemy związane z Co, konieczne jest zmniejszenie jego ruchliwości powierzchniowej lub koncentracji powierzchniowej (ryc.  19 ).

Ryc. 19
rysunek 19

Obróbka powierzchni twardych metali przed osadzeniem diamentu: porównanie wytrawiania, warstwy pośredniej i obróbki powierzchniowej (zmodyfikowane z [ 142 ]), b obróbka powierzchni z morfologiami diamentu B i Si c po obróbce powierzchniowej (zmodyfikowane z [ 144 ])

⇒ Trawienie Co różnymi kwasami.

Selektywne trawienie fazy wiążącej Co różnymi kwasami oferuje szeroki zakres różnych metod obróbki wstępnej. Grubość wytrawionej strefy jest ważna, ponieważ pozostała porowatość w węgliku powoduje zmniejszenie przyczepności warstwy [ 149 , 150 ].

⇒ Trawienie WC i Co.

Wytrawianie kompozytów WC/Co można osiągnąć poprzez dobrze dopasowane dwuetapowe wytrawianie, w którym najpierw stosuje się roztwór Murakamiego (K 3 [Fe(CN) 6 ] w KOH) do zaatakowania WC, a następnie w drugim etapie pozostała gąbka Co jest rozpuszczana kwasem Caro (H 2 SO 4 z H 2 O 2 ) [ 151 , 152 ]. Zarodkowaniu diamentów sprzyja szorstka, wytrawiona powierzchnia, co zapewnia dobrą przyczepność warstwy.

⇒ Grube warstwy pośrednie.

Warstwy pośrednie powinny pokrywać podłoże i otaczać Co. Wybór materiału na takie międzywarstwy jest trudny, ponieważ muszą one być stabilne podczas osadzania diamentu, a zarodkowanie diamentu powinno być wystarczająco szybkie, aby szybko utworzyć warstwę. Dodatkowo warstwy pośrednie powinny mieć niski współczynnik rozszerzalności cieplnej, aby zmniejszyć naprężenia na styku [ 153 , 154 ]. Jako warstwy pośrednie przetestowano różne powłoki CVD i PVD, ale eksperymenty te nie powiodły się z powodu niewystarczającego zarodkowania diamentu na warstwach pośrednich i słabej adhezji diamentu.

⇒ Cienkie warstwy powstałe w wyniku reakcji powierzchniowych z Co.

Zastosowano różne metody tworzenia stabilnych związków Co na powierzchni twardego metalu. Prosta obróbka cieplna za pomocą B lub Si była bardzo skuteczna, jak widać na ryc.  19 . Zdjęcia SEM pokazują diament dobrze fasetowany, Raman potwierdził wyższą jakość osadzonego diamentu, a na powierzchni powłoki nie widać żadnych kropelek Co [ 144 ].

Aby znaleźć prostsze metody obróbki powierzchni, zbadano różne inne procedury [ 155 , 156 , 157 , 158 ].

Obecnie najczęściej stosowaną obróbką wstępną narzędzi z węglików spiekanych są odmiany wytrawiania Murakamiego/Caro.

Podłoża węglowe wymagają trudnych warunków osadzania w celu pokrycia ich diamentem, ponieważ grafit jest atakowany przez at.H [ 159 , 160 ]. Podłoża węglowe mogą być stosowane na materiały elektrodowe ze względu na ich przewodność elektryczną i lepszą odporność na korozję w porównaniu z metalami.

Podłoża stalowe są również interesujące do osadzania diamentów, ponieważ stale szybkotnące (HSS) są szeroko stosowane w przemyśle narzędziowym. Ze względu na wysoką rozpuszczalność węgla w żelazie przy typowych temperaturach osadzania diamentu (powyżej 750°C), bezpośrednie osadzanie na stali nie jest możliwe [ 153 , 161 , 162 ]. Dodatkowo współczynnik rozszerzalności cieplnej stali jest wysoki, co powoduje problemy z naprężeniami ściskającymi w powłokach po ochłodzeniu od temperatur osadzania. Niemniej jednak przetestowano kilka powłok PVD jako warstwy pośrednie do osadzania diamentów [ 161 ]. Eksperymenty te nie powiodły się i obecnie nie są dostępne żadne komercyjne produkty narzędzi ze stali powlekanej diamentem.

Wreszcie właściwości chemiczne podłoża wpływają na wzrost diamentu, podobnie jak chropowatość powierzchni i pozostałości cząstek z przygotowania powierzchni (ryc.  20 ). Na chropowatej powierzchni jest więcej aktywnych miejsc umożliwiających zarodkowanie diamentu. Bardzo często do szlifowania podłoży używa się diamentu, ale często stosuje się również zaszczepianie nanodiamentem. W tym przypadku nie jest to zarodkowanie diamentu, ale wzrost diamentu na kryształach zaszczepiających. Zmiany szybkości zarodkowania diamentu lub wysiewu skutkują różnymi szybkościami wzrostu diamentu, jak widać na ryc.  9 [ 45 , 127 ].

Ryc. 20
rysunek 20

Wpływ powierzchni podłoża i materiału podłoża na zarodkowanie diamentu (zmodyfikowany z [ 127 ])

Charakterystyka analityczna diamentu

Kiedy rozpoczęto badania nad diamentami CVD, pomiary ramanowskie były niezbędne do jednoznacznej identyfikacji diamentu [ 26 ]. Pik Ramana przy 1332 cm -1 jest charakterystyczny dla sieci krystalicznej diamentu. Im lepsza krystaliczność kryształu diamentu, tym wyższy jest ten pik. W przypadku defektów kryształów lub zanieczyszczeń, intensywność piku maleje [ 40 ]. Dodatkowo można wykryć różne rodzaje węgla sp 2 .

Dostępność nowych urządzeń Ramana z różnymi długościami fali lasera komplikuje sytuację, ponieważ długość fali lasera wpływa na położenie i intensywność różnych pików (ryc. 21  a , b) [ 40 , 163 , 164 , 165 ].

Ryc. 21
rysunek 21

Charakterystyka diamentu ramanowskiego przy różnych długościach fali ( a , b ) (zmodyfikowana z [ 163 , 164 ]), ( c ) katodoluminescencja (zmodyfikowana z [ 171 ])

Powłoki diamentowe CVD były badane prawie wszystkimi dostępnymi metodami analitycznymi [ 76 , 88 , 109 , 166 , 167 , 168 , 169 , 170 ], których omówienie i interpretacja jest niemożliwa w tej pracy.

Tylko jeden przykład katodoluminescencji pokazano na ryc.  21c , a agregaty diamentów o różnych kolorach można zobaczyć obok siebie [ 171 ].

Wnioski o diamentach, koncentrując się na diamentach CVD

Doskonałe właściwości diamentu, w tym jego ekstremalna twardość, odporność na zużycie, przewodność cieplna i przezroczystość, predestynują niskociśnieniowy diament do tego, aby stać się idealnym materiałem do powlekania części zużywających się, rozpraszaczy ciepła i okien optycznych. Przewodność elektryczna diamentu domieszkowanego borem pozwala na zastosowania elektrochemiczne Ryc.  22 .

Ryc. 22
rysunek 22

Obszary zastosowania diamentu CVD, które zostały wdrożone przemysłowo do twardych powłok narzędzi, b arkusze diamentowe jako radiatory, c przezroczyste okna diamentowe, d chemicznie obojętne elektrody diamentowe do zastosowań elektrochemicznych

Marzenie o mikroelektronice opartej na diamentach niestety się nie spełniło, z powodu trudności z p-domieszkowaniem diamentu [ 172 ].

Nadprzewodnictwo [ 173 , 174 ] i źródła światła z kropek kwantowych [ 175 ] również zostały zaobserwowane jako szczególne właściwości diamentu.

Powłoki diamentowe na części zużywające się

Wysoka twardość i odporność na ścieranie kwalifikują powłoki diamentowe do zastosowań narzędziowych, które zostały szybko opracowane. Narzędzia z twardego metalu pokryte diamentem mają podobne właściwości do PCD (diament polikrystaliczny spiekany pod wysokim ciśnieniem), ale koszty produkcji diamentu CVD są znacznie niższe [ 53 , 176 ]. W przypadku aplikacji diamentowych CVD możliwe są dwie różne ścieżki aplikacji [ 177 , 178 , 179 , 180 ]:

(a) Zastosowania wolnostojących warstw diamentowych.

Wolnostojące warstwy diamentowe nie zawierają spoiwa (100% diamentu), a ich odporność na zużycie może być wyższa niż PCD. Od osadzania diamentu do końcowej części koniecznych jest kilka etapów produkcji. Najpierw gruba warstwa diamentu jest nakładana na fikcyjne podłoża (np. Si, Mo itp.), po czym warstwa ta jest usuwana z podłoża i wycinana laserowo do ostatecznego kształtu. Na koniec arkusze diamentowe są łączone z częściami zużywalnymi i wykańczane przez szlifowanie.

(b) Powłoki diamentowe in situ na narzędziach.

W przypadku większości zastosowań związanych ze zużyciem diament jest osadzany bezpośrednio na podłożu. Bardzo intensywnie badanym zastosowaniem jest osadzanie diamentu na podłożach z twardego metalu (WC-Co) (ryc.  22 a) [ 177 ].

Porównanie między produkowanymi komercyjnie narzędziami z powłoką diamentową CVD i narzędziami niepowlekanymi do obróbki różnych materiałów zostało opisanych przez kilka firm (np. Oerlikon Balzers [ 65 , 181 ], Boehlerit [ 182 ], CemeCon [ 183 ]).

W tym kontekście przeprowadzono również obszerne badania dotyczące tarcia i zużycia warstw diamentowych [ 184 , 185 ].

Powłoki diamentowe o wysokiej przewodności cieplnej

Najwyższa przewodność cieplna diamentu (w temperaturze pokojowej) i dobra izolacja elektryczna sprawiają, że jest on pożądanym materiałem opakowaniowym dla półprzewodników.

Wysokiej jakości warstwy diamentowe uzyskuje się poprzez staranny dobór parametrów osadzania diamentu. Wady i zanieczyszczenia drastycznie zmniejszają przewodność cieplną. Obróbka rozpraszaczy ciepła wymaga płaskich warstw o ​​jednakowej grubości (ryc.  22 b) [ 92 , 186 , 187 ].

Powłoki diamentowe do zastosowań elektrochemicznych

Diament domieszkowany borem wykazuje przewodnictwo elektryczne i duże okno elektrochemiczne. Wysoki nadpotencjał uniemożliwia rozkład wody, dzięki czemu możliwe są inne reakcje chemiczne [ 188 , 189 , 190 ]. Typowym zastosowaniem jest oczyszczanie ścieków przemysłowych [ 105 ]. Wykazano, że węgiel organiczny można całkowicie przekształcić w dwutlenek węgla bez tworzenia produktów ubocznych (ryc.  22 d) [ 191 , 192 ].

Optycznie czysty i monokrystaliczny diament

Unikalna wielospektralna przezroczystość diamentu w połączeniu z jego wytrzymałością mechaniczną, obojętnością chemiczną i odpornością na ścieranie sprawia, że ​​jest to pożądany materiał na okna optyczne (ryc.  22c ).

Przykładami zastosowania okien diamentowych CVD są: okna detektora promieniowania rentgenowskiego do SEM i lamp rentgenowskich [ 193 , 194 ], spektroskopia z tłumionym całkowitym odbiciem (ATR) w średniej podczerwieni [ 195 ] lub optyczne soczewki diamentowe [ 196 ].

Wzrost monokrystalicznego diamentu wymaga pojedynczego kryształu zaszczepiającego, a tempo wzrostu jest zwykle niskie, aby uniknąć defektów i zanieczyszczeń w diamentach [ 197 ]. Wyhodowane metodą CVD i polerowane kamienie szlachetne o masie do kilku karatów są dostępne i stosowane w biżuterii [ 198 , 199 ].

Jeśli wziąć pod uwagę początkowy sceptycyzm co do osadzania diamentów metodą CVD, ekonomiczna produkcja diamentowych monokryształów do biżuterii jest z pewnością szczytowym punktem badań nad diamentami.

Zanika wiedza na temat osadzania diamentów metodą CVD

Nie powinno być możliwości zagubienia opublikowanej wiedzy, więc dlaczego tak się dzieje?

Około 40 lat temu naukowcy wynaleźli niskociśnieniowe osadzanie diamentów, odkryli najważniejsze parametry osadzania i opracowali teorie wzrostu diamentu CVD. Ci naukowcy są w większości na emeryturze i już nie pracują.

Duży szum wokół osadzania diamentów miał miejsce w latach 90. XX wieku, kiedy wiele uniwersytetów, ośrodków badawczych i firm interesowało się nowymi zastosowaniami diamentów. Z czasem rozwój produktów diamentowych przejęły duże firmy, powstawały start-upy dla mniejszych obszarów zastosowań, a w wyniku braku funduszy zmniejszyły się badania uniwersyteckie. Jednak wraz z badaniami uniwersyteckimi zniknęło również nauczanie uniwersyteckie.

Niektórzy naukowcy o długiej tradycji nadal rozumieją fascynację syntezą diamentów w tamtym czasie, ale dziś ta fascynacja ustąpiła miejsca obojętności.

Diament CVD jest produkowany w zakładach „czarnej skrzynki”, parametry są ustawione i nie jest konieczne zrozumienie reakcji chemicznych zachodzących w zakładzie. Są to okoliczności, w których zatraca się wiedzę i tajemnice osadzania diamentów metodą CVD.

Co prawda dodatkowym utrudnieniem jest to, że w latach 90. praca naukowa nie była i nie jest dostępna cyfrowo, co oczywiście oznacza wzmożony wysiłek w jej pozyskanie.

Istnieje nadzieja, że ​​ten rękopis będzie użytecznym podsumowaniem historii osadzania diamentów CVD i że podstawowe tajemnice osadzania diamentów nie zostaną zapomniane.

Bibliografia

  1. Bundy FP, Hall HT, Strong HM, Wentorf RH (1955) Sztuczne diamenty. Natura 176: 51–56

    Artykuł CAS Google Scholar

  2. Spitsyn BV, Deryaguin BV (1956) Metoda uprawy diamentowych ścian (po rosyjsku). Świadectwo autorskie ZSRR nr 339134, zał. 964957/716358

  3. Eversole WG (1958) Synteza diamentu. Patenty USA NN 3030187 i 3030188

  4. Spitsyn BV (1966) Ph.D. praca magisterska, inst. fizyka chemia RAS, Moskwa (po rosyjsku)

  5. Deryagin BV, Fedoseev DV, Lukyanovich VM, Spitsyn BV, Ryanov AV, Lavrentyev AV (1968) J Cryst Growth 2:380

    Artykuł CAS Google Scholar

  6. Angus JC, Will HA, Stanko WS (1968) Wzrost kryształów nasion diamentu przez osadzanie z fazy gazowej. J Appl Phys 39:2915-2922

    Artykuł CAS Google Scholar

  7. Derjaguin BV (1969) New Scientist 44:228 (po rosyjsku)

    Google Scholar

  8. Deryaguin BV, Fedoseev DV (1970) Usp Khim 39: 1661 (po rosyjsku)

    Google Scholar

  9. Deryagin BV, Spitsyn BV, Fedoseev DV, Ryabov VA, Bochko AV, Lavrent’ev AV (1971) Fiz-Khim Probl Kristalliz 2:90 (po rosyjsku)

    Google Scholar

  10. Deryaguin BV, Fedoseev DV, Bakul’ VN, Ryabov VA, Spitsyn BV, Nikitin YI, Bochko AV, Varnin VP, Lavrent’ev AV, Primachuk VL (1971) Fizykochemiczna synteza diamentu z fazy gazowej. Technika, Kijów (po rosyjsku)

    Google Scholar

  11. Derjaguin BV, Spitsyn BV, Aleksenko AE, Gorodetsky AE, Zakharov AP, Nazarova RI (1973) Dokl Akad Nauk ZSRR 213:1059 (po rosyjsku)

    Google Scholar

  12. Deryagin BV, Spitsyn BV, Builov LL, Klochov AA, Gorodetskii AE, Smol’yanimov AV (1976) Dokl Akad Nauk SSSR 231:333 (po rosyjsku)

  13. Derjaguin BV, Spitsyn BV, Gorodetsky AE, Zacharow AP, Bouilov LL, Aleksenko AE (1975) Struktura autoepitaksjalnych filmów diamentowych. Wzrost kryształu J 31:44–48

    Artykuł Google Scholar

  14. Spitsyn BV, Builov LL, Deryagin BV (1981) Wzrost pary diamentu na diamentach i innych podłożach. Wzrost kryształu J 52:219–226

    Artykuł CAS Google Scholar

  15. Gautherin G, Chr W (1978) Niektóre trendy w przygotowaniu struktur filmowych metodami wiązki jonów. Cienkie filmy stałe 50: 135–144

    Artykuł CAS Google Scholar

  16. Chr W, Schürer C, Fröhlich F, Grau P, Lehmann H (1979) Właściwości mechaniczne twardych filmów węglowych. Cienkie filmy stałe 61:15–17

    Google Scholar

  17. Chr W, Bewilogua K, Schürer C, Breuer K, Zscheile H (1979) Charakterystyka twardych filmów węglowych metodą spektrometrii strat energii elektronów. Cienkie filmy stałe 61: 11–14

    Google Scholar

  18. Weissmantel C, Bewilogua K, Dietrich D, Erler HJ, Hinnerberg H, Klose S, Nowick W, Reisse G (1980) Struktura i właściwości quasi-amorficznych filmów przygotowanych technikami wiązki jonów. Cienkie filmy stałe 72:19–32

    Artykuł CAS Google Scholar

  19. Bewilogua K, Hofmann D (2014) Historia diamentopodobnych filmów węglowych – od pierwszych eksperymentów do zastosowań na całym świecie. Płaszcz surfingowy Technol 242: 214–225

    Artykuł CAS Google Scholar

  20. Matsumoto S, Sato Y, Setaka N (1982) osadzanie z fazy gazowej cząstek diamentu z metanu, część 2. Jpn J Appl Phys 21: 183–187

    Artykuł CAS Google Scholar

  21. Matsumoto S, Sato Y, Tsutsumi M, Setaka N (1982) Wzrost cząstek diamentu z gazu metanowo-wodorowego. J Mater Sci 17:3106-3112

    Artykuł CAS Google Scholar

  22. Matsumoto S, Matsui Y (1983) Obserwacja cząstek diamentu pod mikroskopem elektronowym wyhodowanych z fazy gazowej. J Materials Sci 18:1785-1793

    Artykuł CAS Google Scholar

  23. Kamo M, Sato Y, Matsumoto S, Setaka N (1983) Synteza diamentów z fazy gazowej przez rozkład metanu w plazmie mikrofalowej. Wzrost kryształu J 62:642–646

    Artykuł CAS Google Scholar

  24. Schubert WD, Haubner R, Danninger H, Zeiler B, Lassner E, Ortner H (2006) Redakcja, wydanie specjalne poświęcone 75. urodzinom Em. O Univ. prof. mgr inż. dr techn. Benno Lux. Int J Refract Metals Hard Mater 24:351–352

  25. Bichler R (1985) Abscheidung von kristalinem Kohlenstoff aus Methan-Wasserstoffgemischen (Osadzanie krystalicznego węgla z mieszanin metanu i wodoru). TU Wien, praca dyplomowa (w języku niemieckim)

  26. Bichler R, Haubner R, Lux B (1987) Niskociśnieniowe osadzanie diamentów z gazowej mieszaniny metanu i wodoru. 6 Konferencja Euro CVD, Jerozolima 413–22

  27. Bichler R, Haubner R, Lux B (1989) Diamantabscheidung aus Wasserstoff-Methan Gasgemischen mittels thermisch aktivierter Gasabscheidung (TA-CVD) auf SiAlON-Substraten (Diamond deposition from hydrogen-methane gas mieszanins using thermal aktywated gas deposition (TA-CVD) on podłoża SiAlON). High Temp High Press 21: 576–593 (w języku niemieckim)

  28. Badzian A, Badzian T (1993) Diamentowa homoepitaksja metodą chemicznego osadzania z fazy gazowej. Diam Relat Mater 2:147-157

    Artykuł CAS Google Scholar

  29. Lux B, Haubner R (1989) Niskociśnieniowa synteza supertwardych powłok. Int J Refract Metals Hard Mater 8: 158–174

    CAS Google Scholar

  30. Volmer M, Weber A (1925) Keimbildung in übersättigten Gebilden. Z Phys Chem 119:277 (w języku niemieckim)

    Google Scholar

  31. Litos R, Haubner R, Lux B (1990) Untersuchung der Kinetik von Diamantabscheidungen auf Mo-Drahtsubstraten (Badanie kinetyki osadów diamentowych na podłożach z drutu Mo). High Temp High Press 22: 99–118 ((po niemiecku))

    CAS Google Scholar

  32. Butler JE, Celii FG, Oakes DB, Hanssen LM, Carrington WA, Ślimak KA (1990) Badania chemicznego osadzania z fazy gazowej diamentu. Nauka o wysokiej temperaturze 27: 183–197

    Google Scholar

  33. Celii FG, Pehrsson PE, Wang HT, Butler JE (1988) Wykrywanie w podczerwieni gatunków gazowych podczas wzrostu diamentu wspomaganego włóknem. Appl Phys Lett 52: 2043–2045

    Artykuł CAS Google Scholar

  34. Celii FG, Pehrsson PE, Wans HT, Nelson HH, Butler JE (1990) Wykrywanie in situ gatunków gazowych w środowisku wzrostu diamentu wspomaganego włóknem. W: Saito S, Fukunaga O, Yoshikawa M (red.) Nauka i technologia nowego diamentu. KTK Scientific/Terra Scientific, Tokio, s. 17–23

  35. Battaile C, Srolovitz DJ, Butler JE (1997) 3-D atomistyczne kinetyczne symulacje Monte Carlo włączenia defektu punktowego podczas wzrostu warstwy diamentowej CVD. Mater Res Soc Symp Proc 441: 509–514

    Artykuł CAS Google Scholar

  36. Schwärzler CG, Schnabl O, Laimer J, Störi H (1996) O chemii plazmy układu C/H w odniesieniu do procesów osadzania diamentów. Plasma Chem Plasma Process 16:173–185

    Artykuł Google Scholar

  37. Lang T, Laimer J, Störi H (1994) Quasi-równowaga gatunków gazowych w systemie CH. Diam Relat Mater 3:470–475

    Artykuł CAS Google Scholar

  38. Butler JE, Mankelevich YA, Cheesman A, Jie Ma, Ashfold MNR (2009) Zrozumienie chemicznego osadzania diamentu z fazy gazowej: ostatnie postępy. J Phys Condens Matter 21:364201–364221

    Artykuł CAS PubMed Google Scholar

  39. Lux B, Haubner R, Holzer H, DeVries RC (1997) Naturalny i syntetyczny diament polikrystaliczny, z naciskiem na ballas. Int J Refract Metals Hard Mater 15:263–288

    Artykuł CAS Google Scholar

  40. Bühlmann S, Blank E, Haubner R, Lux B (1999) Charakterystyka osadzania diamentów Ballasa. Diam Relat Mater 8:194-201

    Artykuł Google Scholar

  41. Barnes PN, Wu RLC (1993) Wzmocnienie zarodkowania diamentu filmami amorficznymi. Appl Phys Lett 62:37–39

    Artykuł CAS Google Scholar

  42. Bachmann PK, Wiechert DU (1991) Charakterystyka i właściwości sztucznie hodowanego diamentu. W: Clausing RE, Horton LL, Angus JC, Koidl P (red.) Diamentowe i diamentopodobne filmy i powłoki. Plenum, Nowy Jork, s. 677–713

  43. Haubner R, Lux B (1987) Wpływ niejednorodnej plazmy mikrofalowej na morfologię diamentu. Int J Refract Metals Hard Mater 6:210–215

    CAS Google Scholar

  44. Lindlbauer A, Haubner R, Lux B (1992) Wpływ parametrów osadzania plazmy mikrofalowej na tworzenie się powłoki diamentowej na podłożach SiAlON. Int J Refract Metals Hard Mater 11: 247–258

    Artykuł CAS Google Scholar

  45. Lindlbauer A (1992) Keimbildung und Wachstum von Diamant mit Mikrowellen-Plasma (Zarodkowanie i wzrost diamentu za pomocą plazmy mikrofalowej). Praca doktorska na TU Wien (w języku niemieckim)

  46. Litos R (1992) Herstellung von Diamantpulvern mit verschiedenen Niederdruck-CVD-Verfahren (Produkcja proszków diamentowych przy użyciu różnych niskociśnieniowych procesów CVD). Praca doktorska na TU Wien (w języku niemieckim)

  47. Haubner R, Lux B (1993) Wzrost diamentów przez CVD z gorącym włóknem: stan techniki. Diam Relat Mater 2:1277–1294

    Artykuł CAS Google Scholar

  48. Satrapa D, Haubner R, Lux B (1994) Prosta metoda obliczania rozkładu temperatury w reaktorach CVD z gorącym włóknem. Technologia filmów diamentowych 4: 201–217

    CAS Google Scholar

  49. Okoli S, Haubner R, Lux B (1991) Wpływ materiału filamentowego na niskociśnieniowe osadzanie diamentu metodą CVD na gorąco. J Phys IV 02: C2-923 – C2-930

  50. Okoli S, Haubner R, Lux B (1991) Nawęglanie włókien wolframowych i tantalowych podczas niskociśnieniowego osadzania diamentów. Płaszcz surfingowy Technol 47: 585–599

    Artykuł CAS Google Scholar

  51. Sommer M, Mui K, Smith FW (1989) Analiza termodynamiczna chemicznego osadzania z fazy gazowej warstw diamentowych. Komuna Solid State 69: 775–778

    Artykuł CAS Google Scholar

  52. Lux B, Haubner R (1993) Diament jako powłoka odporna na zużycie. Phil Trans R Soc Lond A 342:297–311

    Artykuł CAS Google Scholar

  53. Roy M, Haubner R (2013) Diamentowy film i ich tribologiczne występy. W: Roy M (red.) Inżynieria powierzchni w celu zwiększenia odporności na zużycie. Springer, Wiedeń, s. 79–110

  54. CemeCon. https://www.cemecon.de/en/coating-systems . Dostęp w listopadzie 2020 r

  55. SP3 Diamentowe technologie. https://www.sp3diamondtech.com/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  56. Seki Diamond Systems. Systemy CVD z gorącym włóknem diamentowym. http://sekidiamond.com/hot-filament-cvd-systems/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  57. Hanssen LM, Carrington WA, Butler JE, Snail KA (1988) Synteza diamentów przy użyciu palnika tlenowo-acetylenowego. Mater Lett 7:289–292

    Artykuł CAS Google Scholar

  58. Brunsteiner R (1994) Untersuchung der Diamantabscheidung mit den Methoden Hot Filament, Acetylenflamme und DC-Glimmentladung (Badanie osadzania diamentów przy użyciu metody gorącego włókna, płomienia acetylenowego i wyładowania jarzeniowego DC). Praca doktorska na TU Wien (w języku niemieckim)

  59. Füner M, Wild C, Koidl P (1995) Symulacje numeryczne mikrofalowych reaktorów plazmowych do diamentowego CVD. Płaszcz surfingowy Technol 74–75: 221–226

    Artykuł Google Scholar

  60. Wörner E, Pleuler E, Wild C, Koidl P (2003) Właściwości termiczne i optyczne dysków diamentowych CVD o wysokiej czystości domieszkowanych borem i azotem. Diam Relat Mater 12:744–748

    Artykuł Google Scholar

  61. Seki Diamond Systems. Systemy CVD z plazmą mikrofalową. http://sekidiamond.com/microwave-plasma-cvd-systems/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  62. iplas. Cyranus. http://www.iplas.de/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  63. Karner J, Bergmann E, Daxinger H (1994) Plazmowa metoda CVD do wytwarzania powłoki diamentowej. patent USA 5616373

  64. Karner J, Pedrazzini M, Hollenstein C (1996) Technika wysokoprądowego łuku prądu stałego (HCDCA) do osadzania diamentów. Diam Relat Mater 5:217-220

    Artykuł CAS Google Scholar

  65. Kalss W, Reiter A, Derflinger V, Gey C, Endrino JL (2006) Nowoczesne powłoki w wysokowydajnych zastosowaniach skrawających. Int J Refract Metals Hard Mater 24: 399–404

    Artykuł CAS Google Scholar

  66. Cappelli MA, Owano TG (1998) Plasma-Jet osadzanie diamentu. W: Dischler B, Wild C (red.) Diament syntetyczny o niskim ciśnieniu. Springer-Verlag, Berlin, rozdz. 4, s. 59–84

  67. Laimer J, Pauser H, Schwärzler CG, Störi H (1998) Niskociśnieniowy naddźwiękowy strumień plazmy prądu stałego używany do osadzania diamentów. Płaszcz surfingowy Technol 98: 1066–1071

    Artykuł CAS Google Scholar

  68. Laimer J, Pauser H, Störi H, Haubner R, Lux B (1997) Diamentowy wzrost w niskociśnieniowym naddźwiękowym strumieniu plazmowym prądu stałego. Diam Relat Mater 6:406–410

    Artykuł CAS Google Scholar

  69. Lugscheider E, Müller U (1993) Ocena osadzania chemicznego z fazy gazowej strumieniem plazmy prądu stałego dla powłok diamentowych na płytkach skrawających na bazie węglika wolframu. Diam Relat Mater 2:1464-1466

    Artykuł CAS Google Scholar

  70. Satrapa D, Haubner R, Lux B (1991) Aspekty osadzania diamentów przez nieprawidłowe CVD aktywowane wyładowaniem jarzeniowym (DC-discharge-). Płaszcz surfingowy Technol 47: 59–68

    Artykuł CAS Google Scholar

  71. Hartmann P, Haubner R, Lux B (1998) Charakterystyka pulsacyjnego reaktora CVD z wyładowaniem jarzeniowym DC do osadzania grubych warstw diamentu. J Int Refract Met Hard Mat 16:207–216

    Artykuł CAS Google Scholar

  72. Hartmann P, Haubner R, Lux B (1996) Osadzanie grubych warstw diamentowych za pomocą pulsacyjnego wyładowania jarzeniowego DC CVD. Diam Relat Mater 5:850–856

    Artykuł CAS Google Scholar

  73. Haubner R (2006) Warstwy diamentowe — metody osadzania i zastosowania. w: Proceedings 15th IFHTSE, Wiedeń, 322–327

  74. Bachmann PK, Leers D, Lvdtin H (1991) W kierunku ogólnej koncepcji chemicznego osadzania z fazy gazowej diamentu. Diam Relat Mater 1:1–12

    Artykuł CAS Google Scholar

  75. Schwarzbach D, Haubner R, Lux B (1994) Naprężenia wewnętrzne w diamentowych warstwach CVD. Diam Relat Mater 3:757–764

    Artykuł CAS Google Scholar

  76. Joksch M, Wurzinger P, Pongratz P, Haubner R, Lux B (1994) Charakterystyka powłok diamentowych za pomocą transmisyjnej mikroskopii elektronowej (TEM). Diam Relat Mater 3:681–687

    Artykuł CAS Google Scholar

  77. Dziki C, Koidl P, Herres N, Müller-Sebert W, Eckermann T (1991) Teksturowany wzrost i bliźniakowanie w polikrystalicznych filmach diamentowych CVD. W: Purdes AJ i in. (red.) 2nd Int Symp Diamond Materials Proceedings. Pennington, NJ: The Electrochem Soc 224–239

  78. Wild C, Herres N, Koidl P (1990) Tworzenie tekstury w filmach z polikrystalicznego diamentu. J Appl Phys 68: 973–978

    Artykuł CAS Google Scholar

  79. Gruen DM (2001) Wzrost warstw nanokrystalicznego diamentu. W: Nazare MH, Neves AJ (red.) Właściwości, wzrost i zastosowanie diamentu. INSPEC, Londyn, s. 299–302

    Google Scholar

  80. Williams OA, Nesladek M (2006) Wzrost i właściwości warstw nanokrystalicznego diamentu. Phys Status Solidi A 203:3375–3386

    Artykuł CAS Google Scholar

  81. Gruen DM (2001) Zarodkowanie ultrananokrystalicznych filmów diamentowych. W: Nazare MH, Neves AJ (red.) Właściwości, wzrost i zastosowanie diamentu. INSPEC, Londyn, s. 303–306

    Google Scholar

  82. Williams OA, Daenen M, D’Haen J, Haenen K, Maes J, Moshchalkov VV, Nesladek M, Gruen DM (2006) Porównanie wzrostu i właściwości ultrananokrystalicznego diamentu i nanokrystalicznego diamentu. Diam Relat Mater 15:654–658

    Artykuł CAS Google Scholar

  83. Haubner R, Lux B (2002) Osadzanie diamentu Ballas i diamentu nanokrystalicznego. J Int Refract Met Hard Mat 20: 93–100

    Artykuł CAS Google Scholar

  84. Brunsteiner R, Haubner R, Lux B (1993) Osadzanie diamentu metodą CVD na gorąco na SiAlON pod ciśnieniem do 500 torów. Diam Relat Mater 2:1263-1270

    Artykuł CAS Google Scholar

  85. Haubner R, Okoli S, Lux B (1992) Znaczenie temperatury powierzchni podłoża i innych parametrów w syntezie diamentu na gorąco. Int J Refract Metals Hard Mater 11: 259–269

    Artykuł CAS Google Scholar

  86. Okoli S, Haubner R, Lux B (1989) Aceton jako źródło węgla do osadzania cienkich warstw diamentu metodą termicznego CVD. J Phys Coll.C5, suppl.5, 159–68

  87. Brunsteiner R, Haubner R, Lux B (1996) Wpływ dodatku tlenku węgla do gazu reakcyjnego na osadzanie diamentu na gorąco. Int J Refract Metals Hard Mater 14: 127–135

    Artykuł CAS Google Scholar

  88. Hartmann P, Bohr S, Haubner R, Lux B, Wurzinger P, Griesser M, Bergmaier A, Dollinger G, Sternschulte H, Sauer R (1998) Wzrost diamentów z dodatkiem boru. Int J Refract Metals Hard Mater 16:223–232

    Artykuł CAS Google Scholar

  89. Fujimori N, Nakahata H, Imai T (1990) Właściwości epitaksjalnych filmów diamentowych domieszkowanych borem. Jpn J Appl Phys 29:824–827

    Artykuł CAS Google Scholar

  90. Okano K, Akiba Y, Kurosu T, Iida M, Nakamura T (1990) Synteza filmu diamentowego z domieszką B. Wzrost kryształów J 99: 1192–1195

    Artykuł CAS Google Scholar

  91. Boettger E, Bluhm A, Jiang X, Schäfer L, Klages CP (1995) Badanie przewodnictwa wysokiego pola i wytrzymałości dielektrycznej polikrystalicznych warstw diamentowych zawierających azot. J Appl Phys 77:6332-6337

    Artykuł CAS Google Scholar

  92. Wörner E, Wild C, Müller-Sebert W, Locher R, Koidl P (1996) Przewodność cieplna warstw diamentowych CVD: precyzyjne pomiary z rozdzielczością temperaturową. Diam Relat Mater 5:688–692

    Artykuł Google Scholar

  93. Bohr S, Haubner R, Lux B (1996) Wpływ dodatku azotu na wzrost diamentu CVD z gorącym włóknem. Appl Phys Lett 68: 1075–1077

    Artykuł CAS Google Scholar

  94. Bohr S, Haubner R, Lux B (1995) Wpływ dodatku fosforu na diament CVD. Diam Relat Mater 4:133-144

    Artykuł CAS Google Scholar

  95. Fujimori N, Imai T, Nakahata H, Shiomi H, Nishibayashi Y (1990) Mat Res Soc Symp Proc 162: 23–33

    Artykuł CAS Google Scholar

  96. Kamo M, Yurimoto H, Ando T, Sato Y (1990) W: Messier R, Glass JT, Butler JE, Roy R (red.) Nowa nauka i technologia diamentów. MRS Int Conf Proc, Washington DC, s. 637–641

  97. Sachdev H, Haubner R, Lux B (1997) Dodatek litu podczas osadzania diamentów metodą CVD przy użyciu tert-butanolanu litu jako prekursora. Diam Relat Mater 6:494-500

    Artykuł CAS Google Scholar

  98. Sternschulte H, Schreck M, Stritzker B, Bergmaier A, Dollinger G (2000) Dodatek litu podczas wzrostu diamentu CVD: wpływ na emisję optyczną plazmy i właściwości filmów. Diam Relat Mater 9:1046-1050

    Artykuł CAS Google Scholar

  99. Barber GD, Yarbrough WA (1997) Tempo wzrostu diamentu na podłożach z diamentu polikrystalicznego <110> z dwusiarczku węgla w wodorze przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane gorącym włóknem. J Am Ceram Soc 80:1560-1566

    Artykuł CAS Google Scholar

  100. Haubner R, Sommer D (2003) Osadzanie diamentu na gorąco z dodatkiem siarki. Diam Relat Mater 12:298-305

    Artykuł CAS Google Scholar

  101. Haubner R (2004) Osadzanie diamentów z dodatkiem siarki – obliczenia termodynamiczne. Diam Relat Mater 13:648–655

    Artykuł CAS Google Scholar

  102. Shiomi H, Nakahata H, Imai T, Nishibayshi Y, Fujimori N (1989) Charakterystyka elektryczna styków metalowych do diamentowej warstwy epitaksjalnej z domieszką boru. Jap J Appl Phys 28: 758–762

    Artykuł CAS Google Scholar

  103. Mort J, Kuhman D, Machonkin M, Morgan M, Jansen F, Okumura K, LeGrice YM, Nemanich RJ (1989) domieszkowanie borem cienkich warstw diamentu. Appl Phys Lett 55: 1121–1123

    Artykuł CAS Google Scholar

  104. Fujimori N, Nishibayashi Y (1992) Urządzenia diamentowe wykonane z epitaksjalnych warstw diamentowych. Diam Relat Mater 1:665–668

    Artykuł CAS Google Scholar

  105. Gerger I, Haubner R, Kronberger H, Fafilek G (2004) Badanie powłok diamentowych na podłożach tytanowych do zastosowań elektrochemicznych. Diam Relat Mater 13:1062-1069

    Artykuł CAS Google Scholar

  106. Weissenbacher R, Haubner R, Aigner K, Lux B (2002) Interactions of Ta-filaments when hot-filament CVD of BCN-layers. Diam Relat Mater 11:191-197

    Artykuł CAS Google Scholar

  107. Wang XH, Ma GH, Wie Z, Glass JT, Bergman L, Turner KF, Nemanich RJ (1992) Wpływ domieszkowania borem na morfologię powierzchni i niedoskonałości strukturalne warstw diamentowych. Diam Relat Mater 1:828–835

    Artykuł CAS Google Scholar

  108. Liao XZ, Zhang RJ, Lee CS, Tong Lee S, Lam YW (1997) Wpływ domieszkowania borem na strukturę i właściwości cienkich warstw diamentu. Diam Relat Mater 6:521–525

    Artykuł CAS Google Scholar

  109. Wurzinger P, Pongratz P, Hartmann P, Haubner R, Lux B (1997) Badanie włączenia boru w polikrystaliczne warstwy diamentu CVD za pomocą TEM, EELS i spektroskopii Ramana. Diam Relat Mater 6:763–768

    Artykuł CAS Google Scholar

  110. Kolber T, Piblits K, Haubner R, Hutter H (1999) Ilościowe badanie włączenia boru w polikrystaliczne warstwy diamentu CVD przez SIMS. Fresenius J Anal Chem 365: 636–641

    Artykuł CAS Google Scholar

  111. Haubner R, Bohr S, Lux B (1999) Porównanie dodatków P, N i B podczas osadzania diamentów metodą CVD. Diam Relat Mater 8:171-178

    Artykuł CAS Google Scholar

  112. Spitsyn BV, Alexenko AE (1991) Proc Electrochem Soc 91–8: 597–604

  113. Okano K, Kiyota H, Iwasaki T, Nakamura Y, Akiba Y, Kuroso T, Iida M, Nakamura T (1990) Synteza półprzewodnikowej warstwy diamentowej typu n przy użyciu pentatlenku difosforu jako źródła domieszkowania. Appl Phys A 51:344–346

    Artykuł Google Scholar

  114. Haubner R, Lux B (1989) Wpływ zawartości gazowego azotu na osadzanie niskociśnieniowych warstw diamentowych metodą CVD z gorącym włóknem. W: Sudarshan TS, Bhat DG (red.) 3rd Int Conf Surface Modification Technologies, Neuchatel, Szwajcaria, str. 835–839

  115. Jin S, Moustakas TD (1994) Wpływ azotu na wzrost warstw diamentowych. Appl Phys Lett 65: 403–405

    Artykuł CAS Google Scholar

  116. Mort J, Machonkin MA, Okumura K (1991) Efekty kompensacyjne w cienkich warstwach diamentu domieszkowanego azotem. Appl Phys Lett 59:3148–3150

    Artykuł CAS Google Scholar

  117. Fujimori N, Ikegaya A, Imai T, Ota N, Shibata T (1991) Chemiczna metoda osadzania z fazy gazowej wysokiej jakości diamentu. Europejskie zgłoszenie patentowe EP0469626A2

  118. Nishitani-Gamo M, Yasu E, Xiao C, Kikuchi Y, Ushizawa K, Sakaguchi I, Suzuki T, Ando T (2000) Diament homoepitaksjalny z domieszką siarki (001) o właściwościach półprzewodnikowych typu n. Diam Relat Mater 9:941–947

    Artykuł CAS Google Scholar

  119. Nishitani-Gamo M, Xiao C, Zhang Y, Yasu E, Kikuchi Y, Sakaguchi I, Suzuki T, Ando T (2001) Homoepitaksjalny wzrost diamentu z domieszkowaniem siarki przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej wspomagane plazmą mikrofalową. Cienkie filmy stałe 382: 113–123

    Artykuł CAS Google Scholar

  120. Sternschulte H, Schreck M, Stritzker B (2002) Charakterystyka in situ wzrostu diamentu CVD pod wpływem dodatku H 2 S za pomocą optycznej spektroskopii emisyjnej, spektroskopii masowej i laserowej interferometrii odbiciowej. Diam Relat Mater 11:296-300

    Artykuł CAS Google Scholar

  121. Petherbridge JR, maj PW, Fuge GM, Rosser KN, Ashfold MNR (2002) Diagnostyka plazmowa in situ chemii za domieszkowaniem siarki warstw diamentowych CVD. Diam Relat Mater 11:301–306

    Artykuł CAS Google Scholar

  122. Hartmann P, Haubner R, Lux B (1997) Wpływ jednoczesnego dodawania boru i azotu na wzrost diamentu CVD z gorącym włóknem. Diam Relat Mater 6:456–462

    Artykuł CAS Google Scholar

  123. Joffreau PO, Bichler R, Haubner R, Lux B (1988) Wzrost diamentu pod niskim ciśnieniem na wysokociśnieniowych kryształach diamentu wciśniętych na różne podłoża. Int J Refract Metals Hard Mater 7:92–97

    CAS Google Scholar

  124. Haubner R (1990) Osadzanie niskociśnieniowego diamentu termicznego CVD na cub-BN. Int J Refract Metals Hard Mater 9:70–76

    CAS Google Scholar

  125. Kalss W, Haubner R, Lux B (1997) osadzanie diamentów na metalach szlachetnych. Diam Relat Mater 6:240–246

    Artykuł CAS Google Scholar

  126. Joffreau PO, Haubner R, Lux B (1988) Niskociśnieniowy wzrost diamentów na różnych metalach ogniotrwałych. Int J Refract Metals Hard Mater 7:186–194

    CAS Google Scholar

  127. Haubner R, Lindlbauer A, Lux B (1996) Zarodkowanie i wzrost diamentów na metalach ogniotrwałych przy użyciu osadzania plazmy mikrofalowej. Int J Refract Metals Hard Mater 14: 119–125

    Artykuł CAS Google Scholar

  128. Ullrich HJ, Schlaubitz M, Haubner R, Lux B (1992) Radiacyjna charakterystyka materiału analitycznego warstw diamentowych osadzonych na węgliku wolframu. Microchem Acta 107:257-263

    Artykuł CAS Google Scholar

  129. Yugo S, Izumi A, Kanai T, Muto T, Kimura T (1991) Niektóre obserwacje miejsc zarodkowania we wzroście diamentu przez CVD w osoczu. Materiały z 2. międzynarodowej konferencji poświęconej nauce i technologii nowych diamentów, s. 385–389

  130. Yugo S, Kimura T, Kanai T (1993) Mechanizmy zarodkowania diamentu w plazmie chemicznego osadzania z fazy gazowej. Diam Relat Mater 2:328-332

    Artykuł CAS Google Scholar

  131. Lindlbauer A, Haubner R, Lux B (1992) Niskociśnieniowe osadzanie diamentów na podłożach żelaznych za pomocą mikrofalowo-plazmowego CVD. Technologia filmów diamentowych 2: 81–98

    CAS Google Scholar

  132. Haubner R, Lindlbauer A, Lux B (1993) osadzanie diamentów na podłożach chromowych, kobaltowych i niklowych za pomocą mikrofalowej plazmy CVD. Diam Relat Mater 2: 1505–1515

    Artykuł CAS Google Scholar

  133. Haubner R, Lux B, Gruber U, Schuster JC (1999) osadzanie diamentów na podłożach mono- i polikrystalicznych Ni 3 Ge. Diam Relat Mater 8:246–250

    Artykuł CAS Google Scholar

  134. Kalss W, Haubner R, Lippold G, Lux B (1998) osadzanie diamentów na platynie i palladzie — badania ramanowskie. Diam Relat Mater 7:158-164

    Artykuł CAS Google Scholar

  135. Lindlbauer A, Haubner R, Lux B (1992) Diamantabscheidung auf keramischen Materialien mit der Hot-Filament-Methode. Noś 159: 67–77

    Artykuł CAS Google Scholar

  136. Haubner R, Lessiak M (2015) Powłoki diamentowe na podłożach węglowych. Mater Sci Forum 825–826: 605–612

    Artykuł Google Scholar

  137. Haubner R, Lessiak M (2017) Osadzanie powłok diamentowych CVD na podłożach kompozytowych z włókna węglowego. Klucz Eng Mater 742: 419–426

    Artykuł Google Scholar

  138. Jiang X, Klages CP (1993) Wzrost diamentu heteroepitaksjalnego na (100) krzemie. Diam Relat Mater 2:1112–1113

    Artykuł CAS Google Scholar

  139. Jiang X, Klages CP (1996) Heteroepitaksja diamentu na krzemie. Ceram Int 22:443–448

    Artykuł CAS Google Scholar

  140. Schreck M, Gsell S, Brescia R, Fischer M (2017) Bombardowanie jonowe wywołało zakopany wzrost boczny: kluczowy mechanizm syntezy monokrystalicznych płytek diamentowych. Przedstawiciel naukowy 7:44462

    Artykuł CAS PubMed Centrum PubMed Google Scholar

  141. Lassner E, Schubert WD (1999) Wolfram. Kluwer Academic/Plenum, Nowy Jork

    Książka Google Scholar

  142. Haubner R, Lux B (1996) O tworzeniu powłok diamentowych na narzędziach z twardego metalu WC/Co. Int J Refract Metals Hard Mater 14: 111–118

    Artykuł CAS Google Scholar

  143. Haubner R, Lux B (1989) Wpływ zawartości kobaltu w prasowanym na gorąco węgliku spiekanym na osadzanie niskociśnieniowych warstw diamentowych. J Phys Coll.C5, suplement 5, 169–76

  144. Kubelka S, Haubner R, Lux B, Steiner R, Stingeder G, Grasserbauer M (1994) Wpływ wstępnej obróbki podłoża z twardego metalu WC-Co borem i krzemem na niskociśnieniowe osadzanie diamentów. Diam Relat Mater 3:1360-1369

    Artykuł CAS Google Scholar

  145. Haubner R, Schubert WD, Lux B (1998) Interakcje twardych podłoży metalowych podczas osadzania diamentów. Int J Refract Metals Hard Mater 16: 177–185

    Artykuł CAS Google Scholar

  146. Huang TH, Kuo CT, Chang CS, Kao CT, Wen HY (1992) Trybologiczne zachowania narzędzi z węglików spiekanych z powłoką diamentową o różnej zawartości kobaltu. Diam Relat Mater 1:594–599

    Artykuł CAS Google Scholar

  147. Mehlmann AK, Dirnfeld SF, Avigal Y (1992) Badanie niskociśnieniowego osadzania diamentów na węglikach spiekanych. Diam Relat Mater 1:600–604

    Artykuł CAS Google Scholar

  148. Kubelka S, Haubner R, Lux B, Steiner R, Stingeder G, Grasserbauer M (1995) Interakcje chemiczne twardych podłoży WC/Co z niskociśnieniowymi powłokami diamentowymi. Technologia filmów diamentowych 5: 105–120

    CAS Google Scholar

  149. Shibuki K, Yagi M, Saijo K, Takatsu S (1988) Siła adhezji warstw diamentowych na podłożach z węglika spiekanego. Płaszcz surfingowy Technol 36: 295–302

    Artykuł CAS Google Scholar

  150. Pan XX (1989) Verbesserung von Reproduzierbarkeit und Haftung bei der Diamantabscheidung auf kommerziell verfügbaren WC-Co-Hartmetallen (Poprawa odtwarzalności i adhezji osadzania diamentów na dostępnych w handlu twardych metalach WC-Co). Praca doktorska, TU Wien (w języku niemieckim)

  151. Peters MG, Cummings RH (1992) patent europejski nr. 0519587A1

  152. Haubner R, Kubelka S, Lux B, Griesser M, Grasserbauer M (1995) Murakami i H 2 SO 4 /H 2 O 2 wstępna obróbka podłoży z twardego metalu WC-Co w celu zwiększenia przyczepności powłok diamentowych CVD. J Phys IV 05: C5-753 – C5-760

  153. Köpf A, Haubner R, Lux B (2002) Powłoki wielowarstwowe zawierające diament i inne twarde materiały na podłożach z węglików spiekanych. Int J Refract Metals Hard Mater 20: 107–114

    Artykuł Google Scholar

  154. Lessiak M, Haubner R (2013) Powłoki diamentowe na podłożach z węglików spiekanych z powłokami CVD jako warstwami pośrednimi. Płaszcz surfingowy Technol 230: 119–123

    Artykuł CAS Google Scholar

  155. Ullram S, Haubner R (2006) Wstępna obróbka cieplna podłoży z węglików spiekanych w celu zmniejszenia zawartości kobaltu i poprawy osadzania diamentów. Diam Relat Mater 15:994–999

    Artykuł CAS Google Scholar

  156. Haubner R, Ullram S (2008) Wpływ dodatku H 2 S podczas osadzania diamentu na podłożach z węglików spiekanych. Diam Relat Mater 17:1100–1105

    Artykuł CAS Google Scholar

  157. Haubner R, Köpf A, Lux B (2002) Osadzanie diamentów na podłożach ze stopów twardych po wstępnej obróbce związkami boru lub siarki. Diam Relat Mater 11:555–561

    Artykuł CAS Google Scholar

  158. Sommer M, Haubner R, Lux B (2000) osadzanie diamentów na podłożach ze stopów twardych poddanych obróbce miedzią. Diam Relat Mater 9:351–357

    Artykuł CAS Google Scholar

  159. Köpf A, Sommer M, Haubner R, Lux B (2001) Osadzanie diamentów na podłożach z węglików spiekanych po wstępnej obróbce aluminium lub związkami aluminium. Diam Relat Mater 10:790–796

    Artykuł Google Scholar

  160. Köpf A, Haubner R, Lux B (2000) Powłoki dwuwarstwowe na twardych metalach WC-Co zawierających diament i węglik/azotek tytanu. Diam Relat Mater 9:494–501

    Artykuł Google Scholar

  161. Haubner R, Lux B (2006) Osadzanie diamentów na podłożach stalowych przy użyciu warstw pośrednich. Int J Refract Metals Hard Mater 24:380–386

    Artykuł CAS Google Scholar

  162. Fayer A, Glozman O, Hoffman A (1995) Osadzanie ciągłych i dobrze przylegających warstw diamentowych na stali. Appl Phys Lett 67:2299-2301

    Artykuł CAS Google Scholar

  163. Rudigier M, Haubner R (2012) Charakteryzacja powłok diamentowych o różnej morfologii metodą spektroskopii ramanowskiej z wykorzystaniem różnych długości fali lasera. Anal Bioanal Chem 403: 675–681

    Artykuł CAS PubMed Google Scholar

  164. Haubner R, Rudigier M (2013) Ramanowska charakterystyka powłok diamentowych przy użyciu różnych długości fali lasera. Proc. Fiz. 46:71–78

    Artykuł CAS Google Scholar

  165. Griesser M, Grasserbauer M, Kellner R, Bohr S, Haubner R, Lux B (1995) NIR- i VIS-spektroskopia Ramana warstw diamentowych CVD. Fresenius J Anal Chem 352: 763–770

    Artykuł CAS Google Scholar

  166. Lux B, Haubner R, Griesser M, Grasserbauer M (1997) Supertwarde powłoki — produkcja i analiza. Microchim Acta 125:197–209

    Artykuł CAS Google Scholar

  167. Wagner W, Rauch F, Haubner R, Lux B (1992) Analiza wodoru w niskociśnieniowych warstwach diamentowych. Cienkie filmy stałe 207: 24–28

    Artykuł CAS Google Scholar

  168. Kalss W, Bohr S, Haubner R, Lux B, Griesser M, Spicka H, ​​Grasserbauer M, Wurzinger P (1996) Wpływ boru na wzrost diamentu na twardych metalach WC-Co. Int J Refract Metals Hard Mater 14: 137–144

    Artykuł CAS Google Scholar

  169. Griesser M, Stingeder G, Grasserbauer M, Baumann H, Wurzinger P, Haubner R, Lux B (1994) Charakterystyka zanieczyszczeń tantalu w warstwach diamentu z gorącym włóknem. Diam Relat Mater 3:638–644

    Artykuł CAS Google Scholar

  170. Spicka H, ​​Griesser M, Hutter H, Grasserbauer M, Bohr S, Haubner R, Lux B (1996) Badanie włączenia B, P i N do warstw diamentowych CVD za pomocą spektrometrii masowej jonów wtórnych. Diam Relat Mater 5:383–387

    Artykuł CAS Google Scholar

  171. Ponahlo J, Haubner R, Lux B (1994) Katodoluminescencja (CL) i widma CL diamentu CVD wzmocnionego plazmą mikrofalową. Microchim Acta 116:143–156

    Artykuł CAS Google Scholar

  172. Koizumi S, Umezawa H, Pernot J, Suzuki M (red.) (2018) Zastosowania półprzewodników diamentowych w urządzeniach energoelektronicznych. Woodheada, Duxforda

  173. Ekimov EA, Sidorov VA, Bauer ED, Mel’nik NN, Curro NJ, Thompson JD, Stishov SM (2004) Nadprzewodnictwo w diamencie. Natura 428: 542–545

  174. Lee KW, Pickett WE (2004) Nadprzewodnictwo w diamencie domieszkowanym borem. Phys Rev Lett 93:237003

    Artykuł PubMed Google Scholar

  175. Waldermann FC, Olivero P, Nunn J, Surmacz K, Wang ZY, Jaksch D, Taylor RA, Walmsley IA, Draganski M, Reichart P, Greentree AD, Jamieson DN, Prawer S (2007) Tworzenie diamentowych centrów kolorów do kwantowych zastosowań optycznych. Diam Relat Mater 16:1887–1895

    Artykuł CAS Google Scholar

  176. Oakes J, Pan XX, Haubner R, Lux B (1991) Chemiczne osadzanie powłok diamentowych z fazy gazowej na narzędziach z węglików spiekanych. Płaszcz surfingowy Technol 47: 600–607

    Artykuł CAS Google Scholar

  177. Lux B, Haubner R (1998) Diament CVD do narzędzi skrawających. W: Dischler B, Wild C (red.) Diament syntetyczny o niskim ciśnieniu. Springer-Verlag, Berlin, s. 223–242

    Rozdział Google Scholar

  178. Lux B, Haubner R, Renard P (1992) Diament do narzędzi i materiałów ściernych. Diam Relat Mater 1:1035-1047

    Artykuł CAS Google Scholar

  179. Lux B, Haubner R (1996) Osadzanie diamentów na narzędziach skrawających. Ceramiczny Int 22:347–351

    Artykuł CAS Google Scholar

  180. Haubner R, Kalss W (2010) Osadzanie diamentów na podłożach z węglików spiekanych — porównanie wstępnej obróbki podłoża i zastosowań przemysłowych. Int J Refract Metals Hard Mater 28: 475–483

    Artykuł CAS Google Scholar

  181. Oerlikon. Ochrona przed zużyciem BALINIT dzięki cienkowarstwowej powłoce. https://www.oerlikon.com/balzers/com/en/portfolio/balzers-surface-solutions/pvd-and-pacvd-based-coatings/balinit/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  182. Boehlerit. Diamentowy mini szlif. https://www.boehlerit.com/fileadmin/user_upload/PDF/Diamond_Mini_Cut.pdf . Dostęp w listopadzie 2020 r

  183. CemeCon. https://www.cemecon.de/de/schichtwerkstoffe . Dostęp w listopadzie 2020 r

  184. Roy M, Vorlaufer G, Pauschitz A, Haubner R (2010) Wpływ morfologii warstw diamentowych na odpowiedź tarcia w ruchu posuwisto-zwrotnym przy obciążeniach miliniutonowych. J Tribol Surface Eng 1:185–202

    Google Scholar

  185. Roy M, Haubner R (2010) Trybologia twardych powłok. Int J Refract Metals Hard Mater 28:1

    Artykuł CAS Google Scholar

  186. Holzer H (1996) CVD Diamantträger für elektronische Bauelemente (nośniki diamentów CVD do elementów elektronicznych). Praca doktorska na TU Wien (w języku niemieckim)

  187. Holzer H, Haubner R, Lux B (1996) Mechaniczne i termiczne zastosowania niskociśnieniowego diamentu. W: Manfredotti C, Vittone E (red.) Materiały konferencyjne Cz. 52 „EURODIAMOND ’96”, SIF, Bolonia, s. 71–88

  188. Fryda M, Matthée Th, Mulcahy S, Hampel A, Schäfer L, Tröster I (2003) Wytwarzanie i zastosowanie elektrod Diachem®. Diam Relat Mater 12:1950–1956

    Artykuł CAS Google Scholar

  189. Lévy-Clément C, Ndao NA, Katty A, Bernard M, Deneuville A, Comninellis C, Fujishima A (2003) Elektrody diamentowe domieszkowane borem do eliminacji azotanów w stężonych ściekach. Diam Relat Mater 12:606–612

    Artykuł Google Scholar

  190. Fryda M, Matthée Th, Mulcahy S, Höfer M, Schäfer L, Tröster I (2003) Zastosowania elektrod DIACHEM® w elektrolitycznym uzdatnianiu wody. Interfejs Electrochem Soc 12:40–44

    Artykuł CAS Google Scholar

  191. Gerger I, Haubner R (2006) Zachowanie podłoży Ti podczas osadzania diamentów. W: Proceedings 15th IFHTSE, s. 633–638

  192. Gerger I, Haubner R (2007) Gradientowe warstwy diamentu domieszkowanego borem na podłożach tytanowych. Diam Relat Mater 16:899–904

    Artykuł CAS Google Scholar

  193. Optyka Edmunda. Okienka z polikrystalicznego diamentu CVD klasy optycznej II-VI. https://www.edmundoptics.de/f/ii-vi-optical-grade-polycrystalline-cvd-diamond-windows/39550/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  194. Materiały diamentowe. Optische Eigenschaften von CVD-Diamant. https://www.diamond-materials.com/cvd-diamant/optisch/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  195. Technologia Diamentu Plazmowego Hebei. Okna optyczne. http://www.hediamond.cn/en/product/23.html . Dostęp w listopadzie 2020 r

  196. Technologie elementu szóstego. Optyka. https://e6cvd.com/media/catalog/category/Element_Six_Optical.pdf . Dostęp w listopadzie 2020 r

  197. Gallheber BC, Fischer M, Mayr M, Straub J, Schreck M (2018) Wzrost, stres i defekty diamentu heteroepitaksjalnego na Ir/YSZ/Si(111). J Appl Phys 123:225302

    Artykuł Google Scholar

  198. GIA. Diamenty hodowane w laboratorium. https://4cs.gia.edu/en-us/synthetic-diamond/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

  199. Międzynarodowy Instytut Gemologii (IIG). Diamenty CVD, diamenty syntetyczne, diamenty hodowlane. http://iigindia.com/blogs/cvd-diamonds-synthetic-diamonds-cultured-diamonds/ . Dostęp w listopadzie 2020 r

Pobierz referencje

Finansowanie

Finansowanie otwartego dostępu zapewnione przez TU Wien (TUW).

Informacje o autorze

Autorzy i afiliacje

Autor korespondujący

Korespondencja do Rolanda Haubnera .

Dodatkowe informacje

Dedykuję ten artykuł Panu emer.O.Univ.Prof. mgr inż. dr Rolanda Sticklera z okazji jego 90. urodzin.

Uwaga wydawcy

Springer Nature pozostaje neutralny w odniesieniu do roszczeń jurysdykcyjnych na opublikowanych mapach i przynależności instytucjonalnej.

Prawa i uprawnienia

Otwarty dostęp Ten artykuł jest objęty licencją Creative Commons Attribution 4.0 International License, która zezwala na używanie, dzielenie się, adaptację, dystrybucję i powielanie na dowolnym nośniku lub w dowolnym formacie, pod warunkiem, że podasz odpowiednie oznaczenie oryginalnego autora (autorów) i źródła, podać link do licencji Creative Commons i wskazać, czy dokonano zmian. Obrazy lub inne materiały osób trzecich zawarte w tym artykule są objęte licencją Creative Commons, chyba że zaznaczono inaczej w informacji o autorze materiału. Jeśli materiał nie jest objęty licencją Creative Commons, a zamierzone użycie jest niezgodne z przepisami prawa lub wykracza poza dozwolone użycie, musisz uzyskać pozwolenie bezpośrednio od właściciela praw autorskich. Aby zobaczyć kopię tej licencji, odwiedźhttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ .

Przedruki i zezwolenia

O tym artykule

Sprawdź aktualizacje. Zweryfikuj walutę i autentyczność za pomocą CrossMark

Cytuj ten artykuł

Haubner, R. Diament niskociśnieniowy: od produktów niewiarygodnych do produktów technicznych. ChemTexts 7 , 10 (2021). https://doi.org/10.1007/s40828-021-00136-z

Pobierz cytat

  • Otrzymane
  • Przyjęty
  • Opublikowany

Link do artykułu: https://link.springer.com/article/10.1007/s40828-021-00136-z

Obraz wyróżniający: Bezbarwny klejnot wycięty z diamentu wyhodowanego przez chemiczne osadzanie z fazy gazowej. By Steve Jurvetson – https://www.flickr.com/photos/jurvetson/156830367/, CC BY 2.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=906535