Формирование алмазоподобных углеродных пленок методом плазмохимического разложения углеводородов

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Изучен процесс формирования алмазоподобных углеродных пленок на поверхности монокристаллического кремния. Пленка формируется в результате плазмохимического разложения углеводородов (пропан, бутан) и последующего отжига в вакууме. Углеродная пленка формируется в виде алмазоподобных наночастиц диаметром около 8 нм. На границе кремниевой подложки и углеродной пленки формируются связи кремний-углерод, что обеспечивает высокую адгезию.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

А. Поволоцкий

Санкт-Петербургский государственный университет

Autor responsável pela correspondência
Email: alexey.povolotskiy@spbu.ru
Rússia, Санкт-Петербург

Е. Смирнов

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alexey.povolotskiy@spbu.ru
Rússia, Санкт-Петербург

Ю. Тверьянович

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alexey.povolotskiy@spbu.ru
Rússia, Санкт-Петербург

Bibliografia

  1. Tyagi, A.; Walia, R.S.; Murtaza, Q.; Pandey, S.M.; Tyagi, P.K.; Bajaj, B. A critical review of diamond like carbon coating for wear resistance applications. Int. J. Refract. Met. Hard Mater. 2019, 78, 107–122.
  2. Kabir, M.S.; Zhou, Z.; Xie, Z.; Munroe, P. Designing multilayer diamond like carbon coatings for improved mechanical properties. J. Mater. Sci. Technol. 2021, 65, 108–117.
  3. Wang, X.; Zhang, X.; Wang, C.; Lu, Y.; Hao, J. High temperature tribology behavior of silicon and nitrogen doped hydrogenated diamond-like carbon (DLC) coatings. Tribol. Int. 2022, 175, 107845.
  4. Rajak, D.K.; Kumar, A.; Behera, A.; Menezes, P. L. Diamond-Like Carbon (DLC) Coatings: Classification, Properties, and Applications. Appl. Sci. 2021, 11, 4445.
  5. Hoque, M.J.; Li, L.; Ma, J.; Cha, H.; Sett, S.; Yan, X.; Rabbi, K.F.; Ho, J.Y.; Khodakarami, S.; Suwala, J.; et al. Ultra-resilient multi-layer fluorinated diamond like carbon hydrophobic surfaces. Nat. Commun. 2023, 14, 4902.
  6. Almeida, L.S.; Souza, A.R.M.; Costa, L.H.; Rangel, E.C.; Manfrinato, M.D.; Rossino, L. S. Effect of nitrogen in the properties of diamond-like carbon (DLC) coating on Ti 6 Al 4 V substrate. Mater. Res. Express 2020, 7, 065601.
  7. Bewilogua, K.; Hofmann, D. History of diamond-like carbon films – From first experiments to worldwide applications. Surf. Coatings Technol. 2014, 242, 214–225.
  8. Wang, L.; Liu, Y.; Chen, H.; Wang, M. Modification Methods of Diamond like Carbon Coating and the Performance in Machining Applications: A Review. Coatings 2022, 12, 224.
  9. Kolawole, F.O.; Kolade, O.S.; Bello, S.A.; Kolawole, S.K.; Ayeni, A.T.; Elijah, T.F.; Borisade, S.G.; Tschiptschin, A. P. The improvement of diamond-like carbon coatings for tribological and tribo-corrosion applications in automobile engines: an updated review study. Int. J. Adv. Manuf. Technol. 2023, 126, 2295–2322.
  10. Zia, A.W.; Hussain, S.A.; Rasul, S.; Bae, D.; Pitchaimuthu, S. Progress in diamond-like carbon coatings for lithium-based batteries. J. Energy Storage 2023, 72, 108803.
  11. Peng, F.; Lin, Y.; Zhang, D.; Ruan, Q.; Tang, K.; Li, M.; Liu, X.; Chu, P.K.; Zhang, Y. Corrosion Behavior and Biocompatibility of Diamond-like Carbon-Coated Zinc: An In Vitro Study. ACS Omega 2021, 6, 9843–9851.
  12. Peng, Y.; Peng, J.; Wang, Z.; Xiao, Y.; Qiu, X. Diamond-like Carbon Coatings in the Biomedical Field: Properties, Applications and Future Development. Coatings 2022, 12, 1088.
  13. Birkett, M.; Zia, A.W.; Devarajan, D.K.; Soni; Panayiotidis, M.I.; Joyce, T.J.; Tambuwala, M.M.; Serrano-Aroca, Á. Multi-functional bioactive silver- and copper-doped diamond-like carbon coatings for medical implants. Acta Biomater. 2023, 167, 54–68.
  14. Voevodin, A.A.; Donley, M.S.; Zabinski, J. S. Pulsed laser deposition of diamond-like carbon wear protective coatings: a review. Surf. Coatings Technol. 1997, 92, 42–49.
  15. Lu, Y.; Huang, G.; Wang, S.; Mi, C.; Wei, S.; Tian, F.; Li, W.; Cao, H.; Cheng, Y. A review on diamond-like carbon films grown by pulsed laser deposition. Appl. Surf. Sci. 2021, 541, 148573.
  16. Kim, J.-I.; Jang, Y.-J.; Kim, J.; Kim, J. Effects of silicon doping on low-friction and high-hardness diamond-like carbon coating via filtered cathodic vacuum arc deposition. Sci. Rep. 2021, 11, 3529.
  17. Khadem, M.; Penkov, O. V.; Pukha, V.E.; Maleyev, M. V.; Kim, D.-E. Ultra-thin nano-patterned wear-protective diamond-like carbon coatings deposited on glass using a C60 ion beam. Carbon N. Y. 2014, 80, 534–543.
  18. Zia, A.W.; Hussain, S.A.; Baig, M.M.F.A. Optimizing diamond-like carbon coatings – From experimental era to artificial intelligence. Ceram. Int. 2022, 48, 36000–36011.
  19. Abdu, Y.A.; Hawthorne, F.C.; Varela, M. E. Infrared Spectroscopy of Carbonaceous-chondrite Inclusions in the Kapoeta Meteorite: Discovery of Nanodiamonds with New Spectral Features and Astrophysical Implications. Astrophys. J. 2018, 856, L9.
  20. Peng, Y.; Pan, N.; Wang, D.; Yang, J.; Guo, Z.; Yuan, W. A Si–O–Si bridge assembled from 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and silicon carbide for effective charge transfer in photocatalysis. J. Mater. Sci. 2018, 53, 12432–12440.

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. Optical scheme of formation of carbon-containing film on the substrate surface by plasma chemical decomposition of hydrocarbons

Baixar (62KB)
Metadados
3. Fig. 2. Fluorescence spectrum of carbon containing film obtained by plasma chemical decomposition of gaseous hydrocarbons

Baixar (59KB)
Metadados
4. Fig. 3. XRD spectrum of a diamond-like coating on a silicon substrate. In the inset is an enlarged image of the spectrum in the range of 1000-2000 cm-1

Baixar (92KB)
Metadados
5. Fig. 4. STM-image of the surface of diamond-like coating on silicon substrate

Baixar (92KB)
Metadados
6. Fig. 5. RFES spectrum of single crystal silicon with diamond-like coating for the Si2p region

Baixar (132KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».