Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Химия -> Дерягин Б.В. -> "Рост алмаза и графита из газовой фазы" -> 30

Рост алмаза и графита из газовой фазы - Дерягин Б.В.

Дерягин Б.В. Рост алмаза и графита из газовой фазы — М.: «Наука», 1977. — 116 c.
Скачать (прямая ссылка): almaz.djvu
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 43 >> Следующая

Облучение быстрыми электронами проводилось на электронном ускорителе на 1,5 Мэв. Навеска алмазного порошка порядка 2—3 г помещалась в медную ячейку, интенсивно охлаждаемую водой. Температура алмаза во время облучения не превышала 20° С. Величина интенсивности электронного тока устанавливалась предварительно при помощи коллектора Фарадея с входным отверстием, равным окну ячейки. При измерениях соблюдалось равенство ¦ расстояний от входного окна электронного ускорителя до ячейки.
80
с алмазами и до входного окна коллектора. Постоянство условий облучения и необходимая величина потока электронов контролировалась по значению тока в камере-мониторе. Энергия электронов составляла 1 Мэв. Электронный поток был равен 12 эв/ см2. Доза, определенная по интенсивности электронного тока, равна 3,6-• 1022 эв/см2. Облучение ^-лучами источника 60Со производилось в течение 10 суток при комнатной температуре. Мощность у-лучей 5600 pad/сек, доза 4,8-109 рад.
Затравочный алмазный порошок марки АСМ 10/7 (синтетический алмазный порошок с размерами частиц от 7 до 10 мкм) помещался в кварцевую чашку и взвешивался. Затем в чашку вставляли графитовые электроды и на специальной кварцевой подвеске помещали внутрь вертикального реактора, который вакуумировался. Одновременно с повышением температуры через реактор пропускали водород. По достижении температуры синтеза через реактор устанавливался поток метано-водородной смеси при соотношении 1:2. Во время опыта измерялась проводимость затравочного порошка. По окончании опыта порошок охлаждался в водороде, затем в реактор напускался воздух и чашка с порошком взвешивалась. По привесу можно судить об общем количестве выделившихся алмаза и графита, а по проводимости — об относительном количестве графита.
Эксперименты были проведены при 950 и 1000° С и общем давлении метано-водородной смеси 0,35 мм рт. ст. Навеска во всех случаях 400 мг (2 карата). Результаты экспериментов приведены в табл. 3.
Характер изменения относительной проводимости при 950° С при наращивании на исходном и облученном порошках приведен
Таблица 3
Влияние облучения на рост алмаза и графита
Затравка Привес, мг Проводимость, отн. ед.
Температура 1000° С (1,5 часа)
0,92 6,6-10«
0,68 10"
0,84 ¦1,1-10»
Температура 950° С (2 часа)
0,76 6,3-10
Облученная электронами ....... 0,76 6,3-10
0,48 3,6-102
0,49 2,8-Ю2
81
на рис. 45. При 1000° С различие в проводимости значительно меньше. При эпитаксиальном синтезе имеется определенная скорость (3 (в см2/см2-сек или сек'1) заращивания алмаза графитом. Чем меньше В, тем больше нарастает алмаза. Поверхность, на которой может расти алмаз, вследствие блокировки графитом, убывает по экспоненциальному закону 5а = 5 ехр (—(3/). Максимальный привес алмаза не может превысить величину иа5/р и он тем меньше, чем больше величина р. Скорость роста алмаза, как было показано выше, значительно больше скорости роста графита. Поэтому при интервалах времени, сравнимых с 1/р\ наибольший вклад в привес вносит выделившийся алмаз. При наращивании облученного алмаза величина В будет больше, поскольку дефекты, вызванные воздействием излучения на вещество, вносят изменения в силовое поле поверхности кристалла и делают более вероятным образование на них зародышей стабильной фазы — графита.
Можно предположить, что на начальной стадии процесса имеет место декорирование дефектов поверхности графитом, подобно автодекорированию поверхности алмаза алмазом [70] или декорированию вольфрамом при осаждении последнего из газовой фазы [71]. Действительно, из данных табл. 3 видно, что при наращивании на облученном порошке по сравнению с исходным при 950° С проводимость вырастает до значительно большей величины, тогда как общий привес новой фазы уменьшается. В то же время при 1000° С различие заметно меньше, что, вероятно, связано с отжигом дефектов при повышенной температуре. Так, при 950° С относительная проводимость облученного порошка в среднем в 5 раз больше, чем у исходного, тогда как при 1000° С это отношение равно всего 1,6.
Из рис. 45 следует, что облучение влияет в основном на начальный участок кривых проводимость—время. Плато от начала эксперимента до 20 мин. вызвано тем, что за это время еще не успевают образоваться мостики между отдельными участками графита на поверхности затравочных кристаллов. Увеличение наклона кривой проводимость—время свидетельствует о том, что облучение приводит к возрастанию скорости образования неалмазного углерода. Если бы облучение вызвало лишь графитацию части поверхности, указанная кривая просто сдвигалась бы влево. |
В этих экспериментах не было обнаружено различия при облучении алмаза быстрыми электронами и у-лучами.
Согласно предложенному механизму роста алмаза, продукт реакции (водород) должен оказывать на эпитаксиальный рост алмаза специфическое действие. Известно, что в обычной химической кинетике конечный продукт реакции смещает равновесие реакции в сторону исходного вещества. При синтезе алмаза дело обстоит совершенно по-другому. Из (19) можно показать, что возможны условия, при которых рост алмаза в присутствии водорода ускоряется, причем это не связано с уменьшением скорости роста графита.
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 43 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed