Способ эпитаксиального выращивания алмаза

 

Использование: для увеличения размеров кристаллов алмаза. Сущность изобретения: на затравочные кристаллы алмаза наносят слой металла - катализатора. В ампулу помещают эти кристаллы и исходный углерод - сажу, ампулу вакуумируют и осуществляют эпиксиальное выращивание. Выращенные кристаллы имеют высокие оптические характеристики. 1 табл.

Изобретение относится к способам выращивания алмаза на алмазную подложку и может быть использовано для увеличения размеров алмаза с целью применения их для различных технически нужд, например в качестве детекторов ядерного излучения в счетчиках быстрых частиц.

Наиболее близким к данному способу по своей технической сущности является способ выращивания алмазов на затравочном кристалле, в котором в качестве исходного сырья используют газовые металлоорганические соединения. Его недостатком является совместный рост алмазной и неалмазной фаз, кроме того, использование токсичных соединений в качестве исходного сырья создает определенные трудности при эксплуатации оборудования.

Целью изобретения является эпитаксиальное наращивание кристалла, содержащего только алмазную фазу.

Цель достигается тем, что в способе эпитаксиального выращивания алмаза, включающем осаждение углерода на затравочный кристалл алмаза в вакууме, предварительно на затравочный кристалл наносят слой металла-катализатора, а в качестве исходного углерода используют сажу.

Способ эпитаксии алмаза был осуществлен на искусственном алмазе, представлявшем монокристалл правильной октаэдрической формы. Поверхность кристалла очищалась в кипящей царской водке. На грани кристалла методом вакуумного напыления был нанесен слой хрома толщиной 4 мкм. Полученный кристалл вместе с исходным сырьем (стабильный изотоп С13 в аморфном виде) загружался в кварцевую ампулу и запаивался.

При выборе сырья в виде изотопа С13 руководствовались следующими соображениями.

По существующим на сегодня представлениям образование алмазной решетки из атомов углерода происходит в результате каталитического воздействия металла на гибридную электронную связь, которая преобразуется из состояния SP2 (характерного для графита) в состояние SP3 (алмаз). По предположению авторов наличие лишнего нуклона в стабильном изотопе С13 способствует такому переходу и ускоряет образование алмазной фазы. Имеются литературные данные, указывающие на то, что решетка природных алмазов обогащена изотопом С13 по сравнению с другими видами углеродного сырья.

Ампула, содержащая покрытый хромом кристалл и сажу (изотоп С13 в аморфном виде), подвергалась отжигу при 700оС в течение 100 ч. После окончания отжига определялась масса кристалла и снималась дебаеграмма на установке УРС-50И. Каких-либо дополнительных рефлексов по сравнению с исходной не обнаружено. Изменение массы кристалла в результате трех последовательных отжигов представлено в таблице.

Способ имеет ряд существенных преимуществ перед известными. Он позволяет получать кристаллы с высокими оптическими свойствами, что обеспечивается металлической пленкой, окружающей кристалл. Для его осуществления не требуется специального оборудования. Размеры кристалла, на который приходится эпитаксия, не ограничены. (56) Авторское свидетельство СССР N 444448, кл. С 01 В 31/06, 1981.

Формула изобретения

СПОСОБ ЭПИТАКСИАЛЬНОГО ВЫРАЩИВАНИЯ АЛМАЗА, включающий осаждение углерода на затравочный кристалл алмаза в вакууме, отличающийся тем, что предварительно на затравочный кристалл наносят слой металла-катализатора, а в качестве исходного углерода используют сажу.

РИСУНКИ

Рисунок 1



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к микроэлектронике, оптике, физике тонких пленок, может быть использовано, например, для получения защитных покрытий зеркал, обеспечивает получение однофазных, бездефектных пленок, стойких к лазерному излучению

Изобретение относится к кристаллизации алмаза из газовой фазы, и может быть использовано в электронике, приборостроении, лазерной и рентгеновской технике и обеспечивает повышение скорости роста слоев

Изобретение относится к устройствам для нанесения покрытий из газовой фазы и может быть использовано при получении слоистых структур, в частности конструкционных элементов, работающих в инфракрасной области спектра

Изобретение относится к твердотельной электронике, конкретно к технологии получения монокристаллических твердых растворов на основе карбида кремния

Изобретение относится к тонкопленочной технологии, может быть использовано в микроэлектронике и обеспечивает повышение чистоты пленок

Изобретение относится к химии и касается способа получения просветляющих фторидных покрытий, имеющих чрезвычайно высокую границу прозрачности, что позволяет их использовать в оптических приборах одновременно в УФ- и ИК-областях, обеспечивает улучшение качества покрытий и увеличение скорости процесса

Изобретение относится к технологии получения оптических материалов и может быть использовано в ИК-технике

Изобретение относится к микроэлектронике, оптике, физике тонких пленок, может быть использовано, например, для получения защитных покрытий зеркал, обеспечивает получение однофазных, бездефектных пленок, стойких к лазерному излучению

Изобретение относится к получению составов, являющихся имитацией драгоценных камней, а именно алмаза, и может использоваться как в электронной технике, так и в качестве ограненных кристаллов для ювелирных изделий

Изобретение относится к производству алмазных материалов, а именно к технологии получения поликристаллических материалов из мелкозернистых алмазных порошков, и может быть использовано в промышленности при производстве алмазных компактов и изготовлении алмазного инструмента
Наверх