Синтез и обработка новых неорганических материалов с использованием плазмы и микроволнового излучения

Объектами исследования являются процессы выращивания бездефектных поликристаллических и монокристаллических пластин CVD алмаза толщиной более 1 мм в плазме, создаваемой микроволновым излучением на частоте 2.45 ГГц. Цели работы – исследование условий синтеза бездефектных поликристаллических алмазных пленок и пластин на кремниевых подложках диаметром 75-80 мм, исследование процессов выращивания монокристаллических пластин CVD алмаза, обеспечивающих при минимальном присутствии азота (менее 200 pbb) в реакторе максимально возможную скорость роста и в тоже время минимальное количество дефектов в алмазе, а также разработка фотодетектора ближнего инфракрасного и видимого диапазонов длин волн на основе бездефектных пластин CVD алмаза. В ходе выполнения работы были получены следующие результаты. Проведены экспериментальные исследования условий CVD синтеза толстых (более 1 мм) поликристаллических алмазных пленок на подложки диаметром 80 мм. Определено, что скорость роста высококачественного поликристаллического алмаза достигала 2-3 мкм/час, а ширина пика алмаза в спектре комбинационного рассеяния (характеризующего качество выращенного алмаза) составляла 2-3 см-1. Проведены исследования условий синтеза монокристаллических пластин CVD алмаза толщиной более 1 мм. Найдены условия синтеза CVD алмаза, обеспечивающие максимально возможную скорость роста и в тоже время минимальное количество дефектов в алмазе, при минимальном присутствии азота (менее 200 pbb) в газовой смеси реактора. В найденных условиях получены бездефектные монокристаллические пластины CVD алмаза толщиной 1 - 1.1 мм, выращиваемые с относительно высокой скоростью роста в диапазоне 7-12 микрон в час. Создан фотодетектор ближнего инфракрасного и видимого диапазонов длин волн на основе бездефектных пластин CVD алмаза. Принцип его работы позволил получить быстродействие 200 нс для видимого лазерного излучения с длиной волны 532 нм при постоянном обратном смещении 2.5 В.