Газ, используемый при синтезе алмазов методом химического осаждения из паровой фазы (CVD), - это в основном метан (CH4), смешанный с водородом (H2). Метан служит источником углерода, обеспечивая необходимые атомы углерода для формирования алмазной решетки, а водород способствует диссоциации молекул метана и помогает поддерживать структуру алмаза.
Метан как источник углерода:
Метан - это углеводородный газ, богатый углеродом. В процессе CVD метан ионизируется, и его молекулярные связи разрываются. Чистый углерод из этих молекул затем прилипает к алмазной затравке, создавая кристалл алмаза атом за атомом, слой за слоем. Это очень важно, потому что атомы углерода в метане необходимы для роста алмазной структуры.Роль водорода:
Водород используется в значительном избытке по сравнению с метаном, обычно в соотношении 90-99 % от общего объема газовой смеси. Его основная роль заключается в содействии диссоциации молекул метана и стабилизации процесса роста алмаза. Атомы водорода взаимодействуют с растущей поверхностью алмаза, удаляя неалмазный углерод и обеспечивая формирование только алмазной структуры. Это селективное травление водородом жизненно важно для качества и чистоты CVD-алмаза.
Детали процесса:
