WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 ||

Проведенная выше качественная оценка соотношения теплопроводности различных образцов может быть дополнена количественной оценкой с помощью формулы (6). В качестве примера на рис. 2 показана частот- Рис. 3. Спектры комбинационного рассеяния света алмазных ная зависимость отношения амплитуд соответствующих пленок, полученных в разряде постоянного тока (1) и в ФА-сигналов (q2/q1) для относительно толстых алмаз- СВЧ-разряде (2).

ных пленок ( 150 µm). Как уже отмечалось при низких частотах модуляции света амплитуда ФА-сигнала зависит от параметров подложки, соответственно отношение амплитуд ФА-сигналов становится равным единице независимо от типа подложки. При высокой частоте модуляции (более 2700 Hz) опять наблюдается выравнивание величины сигналов (их отношение становится близким к единице), поскольку их значение определяется акустическими шумами. С учетом этих обстоятельств для вычисления теплопроводности по формуле (6) были использованы данные ФА-измерений, проведенных при частоте модуляции 2000 Hz. Полученные значения коэффициента теплопроводности составили 10 W · cm-1 · K-для пленок, выращенных в плазме разряда постоянного тока, и 1W · cm-1 · K-1 для пленок, осаждавшихся в СВЧ-разряде. Такая относительно низкая теплопроводность может быть объяснена при сопоставлении этих результатов с другими свойствами исследованных образцов.

Спектры комбинационного рассеяния света (КРС) пленок обоих типов, регистрировавшиеся при возбуждениях на линии 633 nm гелий-неонового лазера, содерРис. 4. Спектральные зависимости амплитуды ФА-сигнала жали как ”алмазную” линию 1332 cm-1 с шириной на для пленок, полученных в разряде постоянного тока (1) и в полувысоте около 8 cm-1, так и две полосы с центром СВЧ-разряде (2).

Физика твердого тела, 1998, том 40, № Влияние структурных особенностей на теплопроводность поликристаллических алмазных пленок ных с помощью разряда постоянного тока, более характерным было неравномерное распределение центров, ответственных за свечение в различных диапазонах: центральная часть кристаллитов давала свечение ”голубого” цвета, а периферия — ”оранжево-зеленоватого” [12].

Распределение центров свечения было различным и на поперечном сколе пленок, что свидетельствует о том, что в случае разряда постоянного тока алмазные кристаллиты зарождаются на подложке и растут, образуя колоннообразную структуру, в то время как для пленок, выращенных в СВЧ-разряде, характерным было хаотичное распределение центров свечения, что может быть обусловлено вторичной нуклеацией алмаза [13]. Очевидно, что возникающие при этом большое количество межкристаллитных границ препятствует распространению тепла в такой поликристаллической пленке, снижая коэффициент теплопроводности.

Таким образом, показана принципиальная возможность использования фотоакустического эффекта для Рис. 5. Спектры фотолюминесценции алмазных пленок, определения коэффициента теплопроводности алмазных осаждавшихся в плазме разряда постоянного тока (1) и материалов, в том числе алмазных поликристаллических СВЧ-разряда (2). — длина волны.

пленок. Предложенный метод обладает рядом существенных преимуществ по сравнению с используемыми в настоящее время для исследования алмазных поликристаллических пленок. Полученные с его помощью янного тока. Для этих же образцов спектры оптического данных указывают на то, что определяющее значение поглощения, полученные с помощью ФА-спектроскопии для теплопроводящих свойств алмазных пленок имеют по методике, описанной в [1], имели типичный для их структурные особенности (дефекты и примеси), опреполикристаллических CVD-пленок характер (рис. 4) с деляемые условиями осаждения.

”провалом” в спектральной кривой в УФ-диапазоне, выВ заключение один из авторов (А.Н.О.) хотел бы званным отражением от граней алмазных кристаллитов, и широкую бесструктурную полосу поглощения в види- выразить искреннюю благодарность Международному фонду Мацумае (Япония) за предоставление стипендии, мой области, обусловленную аморфным углеродом [1].

благодаря которой стало возможным проведение описанТаким образом, оба метода (КРС и ФА-спектроскопия) ных исследований.

свидетельствуют об относительно более высоком содержании неалмазного углерода в пленках, полученных с помощью разряда постоянного тока, теплопроводность Список литературы которых оказалась тем не менее на порядок выше, чем у пленок другого типа. Этот результат указывает [1] А.Н. Образцов, Х. Окуши, Х. Ватанабе, И.Ю. Павловский.

на то, что фазовый состав не является единственным ФТТ 39, 10, 1787 (1997).

фактором, определяющим теплопроводящие свойства ал- [2] D. Fournier, K. Plaman. Diamond Related Mater. 4, (1995).

мазных пленок.

[3] J.E. Graebner. Diamond Film. Technol. 3, 77 (1993).

Характерной особенностью пленки, выращенных в [4] A. Rosencwaig. Photoacoustics and Photoacoustic SpectroСВЧ-разряде, отличающей их от пленок, полученных с scopy. Wiley, N.Y. (1980). P. 309.

помощью разряда постоянного тока, была интенсивная [5] A. Rosencwaig, A. Gersho. J. Appl. Phys. 47, 64 (1976).

фотолюминесценция с центром полосы около 740 nm [6] A. Rosencwaig, A. Gersho. Science 190, 556 (1975).

(рис. 5) (возбуждение на линии 633 nm гелий-неонового [7] The Properties of Diamond / Ed. J.E. Field. Academic Press, лазера), свидетельствующая о наличии включений в London (1990). P. 674.

алмазную кристаллическую решетку [10,11]. При воз[8] T.R. Anthony, W.F. Banholzer, J.F. Fleisher, L. Wei, P.K. Kuo, буждении люминесценции пучком электронов спектры R.L. Tomas. Phys. Rev. B4, 1104 (1990).

свечения (катодолюминесценции) в видимом диапазо[9] J.E. Graebner, M.E. Reiss, L. Seibles, T.M. Harnett, R.P. Miller, не света для обоих типов пленок были практически C.J. Robinson. Phys. Rev. B50, 3702 (1994).

одинаковыми и содержали две полосы (400 и 600 nm), [10] A.T. Collins. Diamond Related Mater. 1, 457 (1992).

[11] В.С. Вавилов, А.А. Гиппиус, А.М. Зайцев, Б.В. Дерягин, обусловленные примесями азота [7,10].

Б.В. Спицын. ФТП 14, 1078 (1980).

При использовании метода катодолюминесценции в [12] A.N. Obraztsov, I.Yu. Pavlovsky, G.V. Saparin, S.K. Obyden.

сканирующем режиме было обнаружено, что алмазные J. Scanning Microscop. 19, 199 (1997).

кристаллиты в пленках, осаждающихся в СВЧ-разряде, [13] B.V. Soitsyn. In: Handbook of Crystal Growth / Ed.

дают равномерное по поверхности свечение в полосах D.T.J. Hurtle. Elsevier Science B.V. (1994). V. 3. P. 403.

400 или 600 nm, в то время как для пленок, полученФизика твердого тела, 1998, том 40, №

Pages:     | 1 ||



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.