Управление алмазом

То, что алмаз — по многим причинам перспективный материал для разных технологий, хорошо известно. Но любой материал делается ещё перспективнее, если его свойствами можно управлять. Управлять свойствами можно с помощью каких-то внешних воздействий. Например, на некоторые свойства влияют упругие деформации, это направление в физике называется стрейнтроника. Можно управлять, изменяя состав, причём если мы вводим в материал кусочки (нити, частицы) из другого материала, то это скорее назовут композиционным материалом. А если мы вводим другое вещество, так сказать, отдельными атомами, то говорят об изменении состава (хотя это второе вещество может потом частично собраться в какие-то «кусочки», как углерод в чугуне).

Одно из перспективных направлений для применения алмаза — электроника. Он диэлектрик с высокой теплопроводностью, это уникальное сочетание. Хотелось бы уметь управлять его проводимостью — типом (p- или n-тип) и величиной. Для этого надо вводить в него примеси, но это проблема: не все вводятся. А вот водород попадает внутрь алмаза сам, из смеси H2 и CH4 при образовании алмазной плёнки путём её осаждения, и он уменьшает сопротивление плёнки. Иногда это хорошо, иногда — плохо, но в любом случае хочется иметь возможность на это влиять. Выгнать водород из плёнки и увеличить её сопротивление можно нагревом до 600°C, но в некоторых случаях нагрев нежелателен.

Исследователи из Института прикладной физики (Нижний Новгород), Института проблем машиноведения (Санкт-Петербург) и Физико-технического института (Санкт-Пе- тербург) показали, что подавить встраивание водорода в плёнку можно добавлением к реакционной смеси кислорода. Это позволяет получить высокие сопротивления, не подвергая плёнки высокотемпературной обработке.

✍️Иванов О. А., Вихарев А. Л., Богданов С. А., Овечкин Н. М., Логинов В. П., Яковлев Ю. А., Вуль А. Я. Исследование влияния содержания водорода на проводимость нанокристаллических алмазных плёнок.