Controlling the morphology of polycrystalline diamond films via seed density: Influence on grain size and film texture

钻石 化学气相沉积 材料科学 微晶 纹理(宇宙学) 金刚石材料性能 拉曼光谱 沉积(地质) 化学工程 碳膜 纳米技术 薄膜 复合材料 光电子学 光学 冶金 地质学 古生物学 图像(数学) 人工智能 计算机科学 物理 工程类 沉积物
作者
David Vázquez-Cortés,Stoffel D. Janssens,Eliot Fried
出处
期刊:Carbon [Elsevier]
卷期号:228: 119298-119298 被引量:8
标识
DOI:10.1016/j.carbon.2024.119298
摘要

Controlling the morphology of polycrystalline diamond (PCD) films is crucial for various applications, including thermal management and quantum sensors. PCD films are typically produced by plasma-enhanced chemical vapor deposition on substrates seeded with nanodiamonds. Different film morphologies can be achieved by controlling growth rates of crystal-forming facets, which is commonly achieved through deposition temperature and hydrocarbon concentration in the plasma. However, the impact of seed density on film morphology remains largely unexplored. In this study, we observed that reducing seed density on silicon substrates has a similar effect on PCD film morphology as increasing hydrocarbon concentration in the plasma. Specifically, as seed density decreases, deposition rate increases, and film texture transitions from (1 1 1) to (1 0 0), followed by the formation of large grains with (1 0 0) facets surrounded by clusters of small grains. These changes were observed using electron microscopy, Raman spectroscopy, and X-ray diffraction. To explain our results, we hypothesize that the silicon–plasma interface surrounding the growing diamond seeds acts as a diamond precursor source. Our proposed explanation requires relatively long precursor migration lengths compared to those assumed in standard diamond deposition theory. Finally, we also propose two new mechanisms for diamond precursor adsorption based on well-established physical phenomena and recent publications. Our findings may open new avenues in diamond research, applicable not only to polycrystalline but also to single-crystal diamond deposition.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
18746005898完成签到 ,获得积分10
1秒前
杨梦娜完成签到,获得积分20
1秒前
2秒前
YuuFeL完成签到,获得积分20
2秒前
orixero应助列娜采纳,获得10
2秒前
过冷风发布了新的文献求助10
2秒前
石栾发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
xiaoqin完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
春风十里完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
lulu发布了新的文献求助10
4秒前
sun发布了新的文献求助10
4秒前
赵鹏完成签到,获得积分10
4秒前
菠萝吹雪发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
SunnyYim发布了新的文献求助10
4秒前
田様应助maomao采纳,获得10
5秒前
20011013发布了新的文献求助10
5秒前
sugkook完成签到,获得积分20
5秒前
自然香岚发布了新的文献求助10
5秒前
JamesPei应助下雨天采纳,获得10
5秒前
小桑桑完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
苏卿发布了新的文献求助100
6秒前
jack完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
7秒前
鞘皮发布了新的文献求助20
7秒前
活泼红牛发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
汉堡包应助墨西哥猪肉卷采纳,获得10
7秒前
7秒前
8秒前
芙芙完成签到,获得积分10
9秒前
MarcoPolo发布了新的文献求助10
9秒前
wangR完成签到,获得积分10
10秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Synthesis and properties of compounds of the type A (III) B2 (VI) X4 (VI), A (III) B4 (V) X7 (VI), and A3 (III) B4 (V) X9 (VI) 500
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
The Experimental Biology of Bryophytes 500
The YWCA in China The Making of a Chinese Christian Women’s Institution, 1899–1957 400
Numerical controlled progressive forming as dieless forming 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5396185
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4516552
关于积分的说明 14060143
捐赠科研通 4428500
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2432060
邀请新用户注册赠送积分活动 1424284
关于科研通互助平台的介绍 1403563