ЛАЗЕРНЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ УГЛЕРОДНЫХ АЛМАЗОПОДОБНЫХ ТОНКИХ ПЛЕНОК: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.04.005

Насрат  Азизулах; Азими Нелаб; Владимир Александрович  Плотников; Сергей Викторович  Макаров

Авторы

Насрат Азизулах Серепульский университет, Афганистан
Азими Нелаб Серепульский университет, Афганистан
Владимир Александрович Плотников Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, 656049, Барнаул, Россия https://orcid.org/0000-0001-7051-1082
Сергей Викторович Макаров Алтайский государственный университет, пр. Ленина, 61, 656049, Барнаул, Россия

Ключевые слова:

углеродные пленки, алмазоподобные кластеры, графитоподобные кластеры, sp2-, sp3 -гибридизация, Раман-спектроскопия

Аннотация

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.