ЛАЗЕРНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ТОНКИХ ПЛЕНОК

Abstract

Лазерный метод прямого испарения углеродных мишений в интервале энергий лазерного излучения 4-6 Дж позволяет получить парогазовую фазу углерода с преимущественной sp3-гибридизацией электронов. В ходе конденсации такого углерода на аморфную подложку из силикатного стекла осуществляется поатомная сборка тетрагональных алмазоподобных кластеров в виде двумерной пленки, в которой концентрация графитоподобных кластеров, сформированных углеродом за счет sp2-связей, существенно ниже. То есть структура такой пленки представляет собой композиционный материал, в котором свойства композита будут зависеть от соотношения алмазоподобной и графитоподобной фаз. Проведенные исследования структурного состояния углеродных алмазоподобных пленок подтверждают наличие как алмазоподобных, так и графитоподобных кластеров размером не более 1 нм. Электронная микроскопия надежно фиксирует тетрагональные (алмазоподобные) кластеры. Дифракция электронов свидетельствует, что кристаллографические параметры – межплоскостные расстояния плоскостей (111) и (220) d111=0,207 нм, d220=0,119 нм примерно соответствуют алмазным, равными соответственно для крупнокристаллического алмаза d111=0,205 нм и d220=0,125 нм. Если электронная микроскопия не позволяет зафиксировать графитоподобные кластеры в структуре пленки, то Раман-спектроскопия, фиксирующая G-пик около 1600 см-1и D-пик, так называемая D-мода из-за разупорядочения в графите (disorder peak). Линия около 1393 см-1в спектрах комбинационного рассеяния света, идентифицирует наличие графитоподобных кластеров с разупорядоченной укладкой графеновых плоскостей.