Синтез монокристаллов алмаза высокого качества в микроволновой плазме при высоких давлениях для применений в электронике и фотонике

Монокристаллы синтетического алмаза, обладающие уникальным сочетанием электронных, теплофизических и оптических свойств, в настоящее время остро востребованы для применений в электронике (СВЧ транзисторы, диоды, детекторы ионизирующего излучения) и фотонике (оптические окна, рентгеновские линзы, Рамановские лазеры, квантовые оптические технологии). Наиболее чистые алмазы получают в СВЧ-плазменных реакторах в смесях метан-водород при давлениях до 300 Торр. Переход к процессам синтеза в СВЧ плазме при более высоких давлениях, сулящим существенное повышение скорости роста кристаллов, сталкивается с технологическими проблемами (неустойчивость плазмы, формирование наночастиц сажи и др.), и до сих пор не реализован. В проекте впервые будут исследованы режимы роста монокристаллов алмаза в СВЧ-плазме (частота 2,45 ГГц) в смесях CH4-H2 при повышенных давлениях (300-500 Торр). Эксперименты включают также диагностику плазмы с пространственным разрешением для понимания плазмохимических процессов, определение области стабильности плазмы различного состава, установление связи «структура кристалла – условия роста», характеризацию свойств монокристаллов. Разработанные новые режимы выращивания алмаза позволят получать монокристаллы с высокой скоростью для применений в электронике, оптике, фотонике.