54. Аморфты алмазтәріздес көміртекті (а-с:н) қабыкшаларының электрондық жане кұрылымдық қасиеттерін модификациалау.

56а-С:Н қабыкшаларын жасау технологиясы.

Құрылымы реттелмеген конденсирленген ортадағы алмазтектес қабышалар, аморфты гидрогенирленген көміртегі (а-С:Н) неігзінде, магнетрондық тозаңдату әдісімен алынған.Тозаңдату процесі – нысананы жоғарғы энергиялы иондармен атқылағанда, нысана материалының бетінен атомдардың ұшып шығу процессі болып келеді. Сонымен қатар, жоғарыдағы анықтамаға сәйкес, тозаңдату процесі жеміру (травление) процесі ретінде қарастырылып, бетті тазалау және оны профильдеу үшін қолданылады. Тозаңдату кезінде нысана материалының жойылуы және көшіру (транспортировка) болатындықтан, бұл әдіс жұқа қабықшаларды алу әдісі ретінде де қолданылады. Қазіргі кезде осы әдіс әр түрлі материалдардан қабықшаларды алудың алдыңғы қатарында.

15.1 суретте ВУП-4 вауумдық қондырғының камерасына орналастырылған, тұрақты токтағы магнетрондық тозаңдату жүйесінің сұлбасы көрсетілген. Қондырғыда вакуумдық камераны алдын ала форвакуумдық және диффузиялық насоспен ~5· Па қысымға дейін сорып алады, кейін камера жұмыстық Ar+ газымен толтырылады.

1 – Тозаңдату камерасы, 2 – төсенішті ұстағыш, 3 – төсеніш (подложка), 4 – анод, 5 – нысана (катод), 6 – анодтың тефлондық ұстағышы, 7 – магнит, 8 – газ жіберілетін кіріс, 9 – тұрақты ток көзі, 10 – айдау (откачка) сызығы

15.1-суреті Тұрақты токтағы магнетрондық тозаңдату жүйесінің сұлбасы

Нысана тұрақты магнитке орнатылып, қалыңдығы 2 мм және диаметрі 10 см пиролиттік поликристалдық графиттен құралған. Қабықшаларды алу үшін тазалыға 99,99% графит қолданылды. Анод тат баспайтын (нержавеющий) болаттан цилиндрлік формада жасалған және тұрақты кернеу көзіне қосылған. Төсеніштің ұстағышы да тат баспайтын болаттан жасалып, жерге қосылады. Төсенішті ұстағыштың конструкциясы төсеніштің температурасын сақтап және 50 - 300ºС интервалында өзгертуге мүмкіндік береееді. Тозаңдату анодта тұрақты оң кернеу кезінде жүзеге асады.

55. а-С:Н қабыкшаларының оптикалык , электрондық, жане кұрылымдық қасиеттерін зерттеу

Аморфты көміртегі а-С:Н фотоэнергетикаға, жартылайөткізгіштік электроникалары және оптоэлектроникаларда қолайлы қабықша материал ретінде, сонымен қатар басқа да салаларда қолданылуына байланысты қазіргі уақытта ғылым мен техникада тереңдетіліп зерттелуде. Бұл материлға деген қызығушылық тек қана тәжірибе жүзінде жартылай өткізгіштік қасиетінде ғана емес, сонымен қатар ғылыми физикадағы мәселеде: реттелмеген қатты денелерде қолданыс тапты. Қазіргі уақытта ретсіз құрылымды көміртектің көп түрлері бар. Оларға шыны тәрізді көміртек аморфты фторлы көміртек a-C:F, нитрогенизирленген көміртек a-C:N, графиттектес және полимертектес көміртек, гидрогенизирленген алмазтектес көміртек және тағы басқалары жатады. Зерттеушілер сутек енгізілген аморфты алмазтектес көміртекке ерекше көңіл бөліп отыр. Бұл материалдың маңыздылығы механикалық және электрондық қасиетіне байланысты. a-C:H қаттылығы табиғи алмаздың қаттылығына жақынырақ болып отыр. Сондықтан, ол алмазтектес көміртек деп аталады. Мұндай қасиет sp³ координерленген байланыстағы аморфты матрицада a-C:H басымдылығымен түсіндіріледі. Қазіргі уақытта ретсіз құрылымды алмазтектес көміртекті тәжірибеде қабықшаны нығайту, антифрикционды қорғау, жарықтандыру, изомерлер және поссиверлеу есебінде кеңінен қолданылады. a-C:H жоғары механикалық берікті және сенімді. a-C:H қабықшасынан жасалынған электронды құрылғылар жоғары температурада жұмыс істей алады. Болашақта алмазтектес көміртек күн энергиясында және медицинада биоматриал есебінде қолдануы мүмкін.

Аморфты көміртегі а-С:Н легирленетін жоғары фотоөткізгіш көрінетін жарықта жұтқыштық және өткізгіштік қабілеті сияқты физикалық қасиеттерге ие жартылай өткізгіш материал, аспап жасау саласында кеңінен қолданылады. Соңғы жылдары жаңа конструкциялы құрылғылар жасауға бағытталған интенсивті зерттеулер мен аспап құрастырулар жүргізілуде. Қолданудың тағы бір бағыты басқа материалдармен салыстырғанда негізі а-С:Н болатын арзан фотоқұрылымдарды жасау болып табылады.

а-С:Н негізінде жасалған фотоқұрылымдардың ерекшелігі мыналарда: қайталанғыштық сипаттамалары бар үлкен ауданды құрылғылар жасау технологиясының қарапайымдылығы және элементтердің параметрлерін басқарудағы кең мүмкіншіліктері, жеңілдігі, мехникалық әсерлерге беріктігі, жоғарғы радиоацияға шыдамдылығы және алғашқы параметрлерінің жылдам термиялық өңдеуден кейін қайта түзілуі.

57 Инфрақызыл-спектроскопия Инфрақызыл спектроскопия. Инфрақызыл сәулелердің шығару және жұтылу спектрі атомдардың электрондық қабатын зерттеу кезінде қолданылады. Сондай ақ күрделі молекулалық қосылыстардың сандық және сапалық талдамасын жасауда қолданылады, мысалы, мотор майы.

ИҚ-спектроскопияның көмегімен, сондай-ақ химиялық және әр түрлі, оның ішінде өнеркәсіптік өндіріс өнімдерін алу үшін технологияның тиімділігін жақсарту мақсатымен химиялық және технологиялық процестердің жүру жылдамдығын аныктау да мүмкін. Сапалық және сандық ИҚ-талдау заттар сынамасын таңдап алумен немесе газдар, ерітінділер не сұйық өнімдердің реакциялық ағымында орындала алады.Сандық ИҚ-спектроскопияны әр түрлі мәселелерді шешуге қолданады, мысалы, кварц бөлшектерімен ауаның ластануын, сүттегі майдың, белоктың және қанттыңмөлшерін, қандағы және жүрек бұлшық етіндегі көміртегін, қатты тасымалдауыштардағы сорбенттерді анықтау. Көптеген жағдайларда ИҚ-талдау кезінде көп жұмысты талап ететін үлгіні даярлаудың кажеті жоқ. Ал қазіргі ЭВМ бар ИҚ-спектрофотометрлер мысалы, су ерітінділерінде биологиялық заттардың аз мөлшерін талдау кезінде оптикалық тығыздықтың кең диапозонында сандық анықтаудың дәлдігін, сезгіштігін әрі жылдамдығын едәуір арттыруға мүмкіндік береді.

58Төмен координациаланған аморфты қабықшалар мен аморфты алмазтәріздес материалдарды алу әдістерін салыстырмалы түрде сараптау  Көміртегі – өте құбылмалы элемент.Осы құбылмалық көміртек атомдар бір-бірімен және басқа атомдарымен байланысы әртүрлі типте болады. Сонда графитте көміртек атомдар жазықтықта бір-бірімен байланысы күшті болса,бірақ осы жазықтықта перпендикулярлы бағыты бойынша әлсіз болады. Графитжұмсақ,электроөткізгіштік,мөлдір емес материал.Басқа жағынан, алмазда көміртек атомдары барлық бағытта күшті байланыста болады.Нәтижесінде алмаз-белгілі материалдың жоғары қаттылығына ие материал. Табиғи алмаздың қасиетімен 900-1000 С температура аймағында алмаз қабыршасын алуға болады.Алмазтектес жабыны-алмаз сияқты графиттәріздес байланыстарда көміртек атомдардан құралады.Осындай аморфты жабындарын әртүрлі материалдарда температура аймағында кеңінен алуға болады.

Алмастектес жабынның қасиеттері негізгі қасиеттері:қаттылығы жоғары,үйкеліс коэффициенті төмен,төзімділігі жоғары,химикалық инерттілігі,биоүйлесілімділігі,инфрақызыл диапазон спектрінің мөлдірлігі,экологиялық тазалығы . Өте қатты төзімділік жабынының алуын металл өңдеуде, машина жасауда, нанотехнологияда, мединицада және электроникада өнертабысы жатады.