Тонкие слои алмаза и SiCх.

Получение высококачественных монокристаллических и поликристаллических плёнок алмаза для наноэлектроники и других областей народного хозяйства с использованием относительно не дорогостоящих оборудований.

Инфракрасная спектроскопия, рентгеновская дифракция.

Разработаны, спроектированы и изготовлены экономичная вакуумная печь; тепловые отражатели из графита (№1 и №2), тантала (№3 и №4), нержавеющей стали (№5 и №6); графитовый тигель; разделительный трансформатор на 10 кВт; высоковакуумная камера; графитовый нагреватель. Получены выражения по влиянию изменения параметров спирали на электросопротивление и мощность нагревателя. Достигнут вакуум 10-6 мм.рт.ст. Выполнен медленный подъем температуры до 1427°С для десорбции остаточных газов. Осуществлен отжиг толстых аморфных пленок SiC, осажденных методом магнетронного распыления в высокочастотном режиме 13,56 МГц на поверхности c-Si. Показано присутствие нанокристаллов Si, α-SiC, β-SiC и алмаза. Новизна: Показано, что после осаждения более половины (54,9%) Si-C-связей находятся в составе мелких нанокристаллов с размерами менее 3 нм. Низкотемпературное формирование α-SiC обусловлено влиянием высокочастотного режима 13,56 МГц магнетронного распыления.

Температура 1057°С графитовой спирали достигнута при мощности 1249 Вт, температура 1312°С – при мощности 2371 Вт, и температура 1427°С – при мощности 3318 Вт. Обеспечиваемая разделительным трансформатором мощность и сила тока W = 220В × 50А = 11кВт позволяет обеспечить температуру 1312°С для нагревателя диаметром в 4,64 раза большего в сравнении с имеющимся. Для графита характерно снижение сопротивления от 2,45 до 1,35 Ом в интервале температур 20-1427°С.

Проведены лабораторные научные исследования. Результаты опубликованы на международных форумах и конференциях, в книге и направлены в журналы.

Высокотемпературная печь может быть использована для промышленного синтеза алмаза, алмазоподобных и карбидокремниевых пленок.

Наноэлектроника, жаростойкий и абразивный материал и др.

тонкие слои алмаза и SiCх.

Получение высококачественных монокристаллических и поликристаллических плёнок алмаза для наноэлектроники и других областей народного хозяйства с использованием относительно не дорогостоящих оборудований.

инфракрасная спектроскопия, рентгеновская рефлектометрия, измерение частотных характеристик генератора.

Рассчитан, спроектирован и изготовлен высокочастотный генератор частотой 100 Мгц мощностью 1 кВт, способный генерировать высокие токи. В генераторе для включения предварительного усилителя мощности применена схема с общим катодом. Это необходимо для обеспечения наиболее высокого коэффициента усиления мощности в диапазоне метровых волн. Подобраны электронные компоненты для создания мощного двухтактного лампового генератора с самовозбуждением, с трансформатором обратной связи и последовательным питанием анодных цепей. Генератор функционирует в режиме жёсткого самовозбуждения с целью получения приемлемого к.п.д.. Положение рабочей точки в нижней части криволинейной характеристики анодного тока лампы достигается автоматическим смещением сеточного тока. Испытания вакуумной системы показали, что достигнут вакуум 10-3 Торр. При испытании высокочастотного генератора получены следующие результаты: частота генерации – 110 Мгц; вырабатываемая мощность – 920 Вт. Новизна. После обработки образцов Si в высокочастотной плазме СО (950 В; 98 мА; 0,114 Торр; 60 мин) и отжига в вакууме (1250°C, 30 мин) разложение SiC-пика ИК-спектра поглощения показывает наличие компоненты с максимумом при 797,7 см-1, соответствующего гексагональной структуре карбида кремния 4Н-SiC. Также наблюдается компонента аморфного карбида кремния а-SiC (749,0 см-1), компоненты мелких нанокристаллов SiC (857,9 см-1; 906,7 см-1) и компонента дилатационных диполей (940,0 см-1).

Характеристики изготовленного высокочастотного генератора составили: частота генерации – 110 Мгц; вырабатываемая мощность – 920 Вт. Изготовлена экономичная графитовая спираль нагревателя специальной формы сечением 9,36 мм2, длиной 146 мм. Спираль обеспечивает подъем температуры до 503°С при токах до 65 А и низких затратах энергии менее 180 Вт. Электросопротивление графитовой спирали с ростом температуры уменьшилось от 0,62 до 0,04 Ом.

проведены лабораторные научные исследования. Результаты опубликованы на международном конгрессе и конференциях, опубликованы в журналах.

высокочастотный генератор с нагревателем могут быть использованы для промышленного синтеза алмаза, алмазоподобных и карбидокремниевых пленок.

алмазоподобных и карбидокремниевых пленок: наноэлектроника, жаростойкий и абразивный материал и др.

тонкие слои алмаза и SiCх

Получение высококачественных монокристаллических и поликристаллических плёнок алмаза для наноэлектроники и других областей народного хозяйства с использованием относительно не дорогостоящих оборудований.

инфракрасная спектроскопия, рентгеновская рефлектометрия, измерение частотных характеристик генератора

Осуществлен синтез углеродных пленок (ρ = 1,58 г/см3, d = 65 нм) в высокочастотной плазме газа ацетилена C2H2 (110 МГц, 1000 В, 69 мА, 600°C, 15 мин); пленок гидрогенизированного углерода (2,07 г/см3) в плазме метана CH4 (1%) и водорода (110 МГц, 1000 В, 69 мА, 666-1090°C, 15 мин, 0,131 торр). Синтезированы пленки на поверхности кремния под воздействием плазмы СО (110 МГц, 950 В, 98 мА, 740-1250°C, 60 мин, 0,114 торр). ИК-спектроскопия показала формирование карбида кремния высокой степени совершенства структуры, методом рентгеновской дифракции наблюдались рефлексы текстуры (2θ = 43,9°), соответствующие самой интенсивной линии алмаза C(111) (2θ = 43,914°). Моделированием Lumerical FDTD для антиотражающего покрытия «DLC/Porous Si» получены параметры слоев: n(DLC) = 2,4, d(DLC) = 50 нм; и n(PS) = 2.2, d(PS) = 100 нм. Отражение в диапазоне 530–560 нм составило ~ 0,5%. Новизна: Обработкой в СО-плазме (110 МГц, 1000 В; 67 мА; 0,137 Торр; 600°С, 30 мин) осуществлено насыщение приповерхностной области кремния молекулами СО. Формируются Si–C-связи аморфной структуры и дилатационные диполи (C–VSi).

Выявлено, что обработкой в высокочастотной СО-плазме при комнатной температуре в режиме: 110 МГц, 950 В; 98 мА; 0,114 Торр; Ткомн, 60 мин осуществлено насыщение приповерхностной области кремния молекулами СО без формирования Si–C-связей. Получены результаты, подтверждающие наличие нанокристаллов алмаза в пленках карбида кремния.

рекомендуется использовать алмазоподобные пленки в качестве слоев антиотражающих покрытий «DLC/Porous Si», применяемых в наноэлектронике.

высокочастотный генератор с нагревателем использованы для синтеза пленок SiC и алмаза.

солнечная энергетика, наноэлектроника