Синтез алмазных периодических структур и люминесцентных наночастиц в СВЧ плазме.

Поликристаллические алмазные покрытия, полученные методом химического осаждения из газовой фазы (CVD), обладают уникальными физико-механическими свойствами, такими как высокая твёрдость, химическая инертность, рекордная теплопроводность и биосовместимость. Это делает их перспективными для использования в оптике, электронике, трибологии и биомедицине. В проекте предлагается разработка новых методов CVD-синтеза многослойных алмазных структур с чередующимися слоями микрокристаллического (МКА) и нанокристаллического (НКА) алмаза, что позволит управлять шероховатостью, внутренними напряжениями, электрофизическими и тепловыми характеристиками алмазных покрытий. Предполагается исследовать чередование режимов осаждения (с МКА на НКА и наоборот) путём программируемого изменения газового состава, что обеспечит возможность получения плёнок с резкими или градиентными переходами между слоями. В рамках проекта также будет разработана методика поочередного осаждения слоёв алмаза и графита с последующим селективным травлением графитовой фазы. Это позволит создать новый класс алмазных материалов: решётки из алмазных мембран с воздушными прослойками для оптических и химических применений, а также микрокристаллические алмазные частицы, которые могут быть использованы в биомедицине и фотонике. В проекте предлагается новый метод термического травления графита в атмосфере NO₂, который обеспечит эффективное и контролируемое удаление графитовых прослоек. Ещё одной ключевой задачей проекта является разработка метода получения люминесцентных алмазных наночастиц с центрами окраски (Si-V, Ge-V) в макроскопических количествах без механического измельчения. Будет использована методика контролируемого травления нанокристаллических алмазных плёнок в окислительных средах, что позволит получать алмазные наночастицы с высокой структурной чистотой и заданными оптическими свойствами. Эти частицы востребованы в биомедицинских приложениях, таких как локальная термометрия биологических объектов и оптическая визуализация, а также могут использоваться как квантовые сенсоры.