ГИДРОГЕНИЗАЦИЯЛАНҒАН АЛМАЗТЕКТЕС ЖҰҚА ҚАБЫҚШАЛАРДЫ ИОНДЫ-ПЛАЗМАЛЫҚ ӘДІСПЕН СИНТЕЗДЕУ ТЕХНОЛОГИЯСЫ

Берілген жұмыста CH4+Ar газ қоспасында магнетронды әдіс арқылы гидрогенизацияланған аморфты алмазтектес көміртекті қабықшалардың синтезі қарастырылды. Алмазтектес қабықшалар 80°C-тан 240°Cқа дейінгі температура аралығында синтезделді. Синтезделген үлгілердің локалды құрылымы Раман спектроскопиясы әдісімен зерттелді. Сонымен қатар, алынған жұқа алмазтектес көміртекті қабықшалардың механикалық және оптикалық қасиеттері зерттелді. Үлгілердің сипаттамаларының синтездеу шарттарына тәуелділігі көрсетілді. Төсеніш температурасының гидрогенизацияланған алмазтектес көміртекті қабықшалардың құрылымы мен қасиеттеріне айтарлықтай әсер ететіні анықталды. Үлгілердің тыйым салынған аумағы енінің төсеніш температурасына тәуелді екені көрсетілді. Атап айтқанда, төсеніш температурасының 80°C-тан 240°C-қа дейін артуы кезінде тыйым салынған аумақ ені 1,78 эВ-тан 1,63 эВ-қа дейін төмендейтіні анықталды. Бұл құбылыс қабықша құрылымындағы sp²-гибридтелген түйіндердің артуымен және π-электронды күй тығыздығының ұлғаюымен түсіндіріледі. Сондай-ақ, гидрогенизацияланған алмазтектес көміртекті қабықшалардың микроқаттылығының өзгерісі оптикалық тыйым салынған аумақ енінің өзгерісімен байланыстылығы көрсетілді. Кнуп әдісімен жүргізілген микроқаттылықты бағалау нәтижесінде гидрогенизацияланған үлгілердің қаттылығы төсеніш температурасына байланысты 37,5×10² кгс/мм²-ден
29,5×10² кгс/мм²-ге дейін төмендейтіні анықталды. Бұл синтезделген қабықшалар құрылымындағы sp³-гибридтелген байланыстардың азаюын дәлелдейді.

1. Biswas H.S., Sharma R., Kumar V., et al. Nanomaterials and Energy. – 2023. – Vol. 12. – P. 160–165.

2. Dwivedi N., et al. Anomalous characteristics of nanostructured hydrogenated carbon thin films // Materials Chemistry and Physics. – 2021. – Vol. 262. – P. 124316. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2021.124316.

3. Ohtake N., Tanaka T., Ishikawa Y. et al. Materials. – 2021. – Vol. 14. – P. 315.

4. Yamamoto S., Nonaka T. Thin Solid Films. – 2021. – Vol. 736. – P. 138912.

5. Shi B., Zhang L., Wang Q., et al. Materials Science and Technology. – 2022. – Vol. 38. – P. 1151–1167.

6. Tillmann W., Schmitz H., Müller R., et al. Diamond and Related Materials. – 2022. – Vol. 123. – P. 108866.

7. Osanai H., et al. Effects of annealing temperature on the mechanical, optical, and electrical properties of hydrogenated, nitrogen-doped diamond-like carbon films // Thin Solid Films. – 2022. – Vol. 745. – P. 139100. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2022.139100.

8. Zhao Z., Li X., Wang Y., et al. Optics Express. – 2020. – Vol. 28. – P. 15573–15586.

9. Morichetti F. Frontiers in Photonics. – 2024. – Vol. 4. – P. 1336510.

10. Lu Y., Chen F., Li Z., et al. Journal of Materials Science. – 2022. – Vol. 57. – P. 3971–3992.

11. Wiseman C., Patel R., Singh D., et al. arXiv preprint arXiv:2406.07245. – 2024.

12. Shabbir A., Khan M., Ali S., et al. Key Engineering Materials. – 2022. – Vol. 928. – P. 163–175.

13. Jurkevičiūtė A., Baltrusaitis J., Petrauskas K., et al. Materials Chemistry and Physics. – 2023. – Vol. 309. – P. 128425.

14. Zhu W., Su Z., Guo J., et al. Preparation and characterization of diamond-like carbon (DLC) film on 316L stainless steel by microwave plasma chemical vapor deposition (MPCVD) // Diamond and Related Materials. – 2022. – Vol. 122. – P. 108820. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2022.108820.

15. Zhao Z., Li X., Wang Y., et al. Optics Express. – 2020. – Vol. 28. – P. 15573–15586.

16. Morichetti F. Frontiers in Photonics. – 2024. – Vol. 4. – P. 1336510.

17. Javeed S., Yamin S., Janjua S.A., Yaqub K., Ashraf A., Zeeshan S., Mehmood M., Anwar-ul-Haq M., Ahmad Sh. Vacuum. – 2011. – Vol. 86. – P. 193–200. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2011.06.005.

18. Zhang Y., Wang Y., Wang S., Wei W., Ge X., Zhu B., Shao J., Wang Y. Comparison of Carbon Thin Films with Low Secondary Electron Yield Deposited in Neon and Argon // Coatings. – 2020. – Vol. 10. – P. 884. https://doi.org/10.3390/coatings10090884.

19. https://www.semicore.com/reference/sputtering-yields-reference

20. Ferrari A.C., Robertson J. Resonant Raman spectroscopy of disordered, amorphous, and diamondlike carbon // Phys. Rev. B. – 2001. – Vol. 64. – P. 075414. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.64.075414.

21. Robertson J. Diamond-like amorphous carbon // Materials Science and Engineering R. – 2002. – Vol. 37. – P. 129–281. https://doi.org/10.1016/S0927-796X(02)00005-0.

22. Ferrari A.C. Robertson J. Philosophical Transactions of the Royal Society A. – 2004. – Vol. 362. – P. 2477–2512. https://doi.org/10.1098/rsta.2004.1452.

23. Modabberasl A., Rashidi A., Shafiekhani A., et al. Carbon. – 2015. – Vol. 94. –P. 485–493.

24. Ioffe A.F., Regel A.R. Progress in Semiconductors. – 1960. – Vol. 4. – P. 239.

25. Таутц Я. Успехи физических наук. – 1968. – Т. 94. – № 3. – С. 501–534.

26. Казанцев С.Г., Овчаренко Т.Н. Вопросы электромеханики. – 2011. – Т. 123. – С. 41–50.

27. Tuinstra F., Koenig J. L. Raman Spectrum of Graphite // Journal of Chemical Physics. – 1970. – Vol. 53. – No. 3. – P. 1126–1131. https://doi.org/10.1063/1.1674108.