Влияние добавки аргона в водородометановую смесь на синтез алмазоподобного покрытия в тлеющем разряде, стабилизированном магнитным полем

Abstract

У роботі приводяться результати дослідження параметрів тліючого розряду, стабілізованого магнітним полем, призначеного для синтезу алмазних покриттів з газової фази при використанні різних робочих газів. Показано, що в таких розрядах катодне падіння потенціалу досягає 700 В, що помітно перевищує характерні катодні падіння потенціалів у розрядах без магнітного поля. Додавання аргону в робочу газову суміш знижує катодне падіння потенціалу до 100 В. Показано так само, що алмазні покриття, одержувані в суміші робочого газу H₂+Ar+CH₄, мають розмір алмазного зерна 40…50 нм, а в суміші робочого газу H₂+CH₄ розмір зерна досягає 20 мкм за інших рівних умов синтезу алмазного покриття.

В работе приводятся результаты исследования параметров тлеющего разряда, стабилизированного магнитным полем, предназначенного для синтеза алмазных покрытий из газовой фазы при использовании различных рабочих газов. Показано, что в таких разрядах катодное падение потенциала достигает 700 В, что заметно превышает характерные катодные падения потенциалов в разрядах без магнитного поля. Добавление аргона в рабочую газовую смесь снижает катодное падение потенциала до 100 В. Показано так же, что алмазные покрытия, получаемые в смеси рабочего газа H₂+Ar+CH₄, имеют размер алмазного зерна 40…50 нм, а в смеси рабочего газа H₂+CH₄ размер зерна достигает 20 мкм при прочих равных условиях синтеза алмазного покрытия.

Investigation of parameters of the glow discharge stabilized by magnetic field in different gas mixtures under conditions of diamond films synthesis was performed. It was shown that in such discharges the cathode voltage drop reaches 700 V, that significantly exceeds the typical cathode voltage drop in the glow discharge without magnetic field. Addition of argon into the working gas mixture reduces the cathode voltage drop up to 100 V. Moreover it was shown that the grain size in diamond coatings synthesized in H₂+Ar+CH₄ gas mixture is about 40…50 nm, while for H₂+CH₄ working gas mixture the grain size achieves 20 µm at the same coating deposition conditions.