Эволюция морфологии алмазных частиц и механизма их роста в процессе синтеза методом газофазного осаждения

Исследована эволюция морфологии поверхности алмазных частиц (АЧ), синтезированных методом газофазного осаждения (CVD) на кремниевых подложках. Обнаружено, что по достижении АЧ определенного критического размера, составляющего $<$ 800 nm, происходит структурная перестройка поверхности алмазных граней. Частицы, размер которых не превышает 100–300 nm, обладают хорошо ограненной поверхностью, покрытой гранями ориентаций $\{100\}$ и $\{111\}$. С увеличением размеров АЧ происходит изменение структуры их поверхности. Поверхность покрывается гранями ориентации $\{100\}$, окруженными разупорядоченной фазой. При еще большем увеличении размеров частиц (до $\sim$ 2000 nm) грани $\{100\}$ исчезают и АЧ покрываются высокоиндексными гранями. Предложена модель, объясняющая эволюцию морфологии поверхности АЧ. Согласно данной модели, в процессе эволюции АЧ с увеличением размера происходит смена механизма от послойного роста к нормальному росту, что и ведет к существенной перестройке всей поверхности АЧ. Вычислен критический размер двумерного зародыша, образующегося на гранях $\{100\}$ и $\{111\}$, при котором начинается смена механизма роста. Предложен метод управления морфологией АЧ в процессе их синтеза.