اثر تغییرات مورفولوژی سطح بستر در رشد نانوکریستال های الماس به روش HFCVD

کربن یکی از فعالترین عناصر جدول تناوبی مندلیف با تعداد زیادی آلوتروپ است که از میان آنها، الماس به لحاظ خواص منحصر بفرد آن، همواره مورد توجه بسیاری از پژوهشگران قرار بوده است. از میان روش های متنوع تولید الماس نانویی، روش رسوب دهی بخارات شیمیایی به کمک فیلامان داغ (HFCVD) از روش های متداول با بازده خوب و کم هزینه نسبت به سایر روش ها محسوب می شود. این مقاله، به بررسی اثر ریخت شناسی سطح و نحوه آماده سازی سطح بستر آلومینیوم در رشد و کیفیت نانو کریستالهای الماس به روش HFCVD پرداخته شده است. تغییر ریخت شناسی سطح در این مقاله با تغییر زبری روی سطح بررسی شده است. برای ایجاد زبری سطح متفاوت در نمونه ها از دستگاه پولیش زنی و خمیر الماس استفاده شده است و آنالیز بررسی تغییر ریخت شناسی سطح نمونه ها به کمک میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) انجام شده است. برای مقایسه بهینه نتایج آلومینیوم، از یک بستر سیلیکونی به عنوان مرجع که در شرایط یکسان با بسترهای آلومینیومی برای رشد کریستال های الماس قرار گرفتند، استفاده شده است. از گاز متان و هیدروژن با نسبت 5 به 100 و فلوی کلی حدود sccm300 به برای مدت زمان 60 دقیقه برای رشد کریستال های الماس بهره گرفته شد. نتایج آنالیز پراش پرتو ایکس (XRD)، افزایش شدت و کیفیت الماس را با کاهش زبری بستر آلومینومی را نشان دادند. از مقایسه نتایج بستر آلومینیم در حالت بهینه با نتایج سیلیکون مشاهده شد که کیفیت رشد کریستال های الماس در آلومینیم با میانگین زبریnm11/37ازبستر مرجع سیلیکون بهتر است.