ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Представлены результаты экспериментального исследования возможности нанесения алмазных покрытий на подложки из различных материалов новым газоструйным методом с СВЧ-активацией газов – прекурсоров. Описана разработанная экспериментальная установка для нанесения алмазных покрытий. Алмазные покрытия осаждены на подложки из молибдена, кремния с окисной пленкой или карбида кремния на поверхности, карбида вольфрама, нитрида титана, плавленого кварца и на алмазный кристалл. В условиях высоких температур и больших тепловых потоков к подложке удалось обеспечить ее целостность благодаря использованию специально разработанной конструкции подложкодержателя. Полученные образцы алмазных покрытий исследовались методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и спектроскопии комбинационного рассеяния света (КРС) и в настоящее время проходят испытания в условиях, требуемых для различных приложений.

1. Liu H., Dandy D.S. Studies on nucleation process in diamond CVD: an overview of recent developments // Diamond and Related Materials. – 1995. – Vol. 4, iss. 10. – P. 1173–1188. – DOI: 10.1016/0925-9635(96)00297-2.
2. Synthesis of polycrystalline diamond films in microwave plasma at ultrahigh concentrations of methane / A. Martyanov, I. Tiazhelov, S. Savin, V. Voronov, V. Konov, V. Sedov // Coatings. – 2023. – Vol. 13 (4). – P. 751. – DOI: 10.3390/coatings13040751.
3. Ребров А.К. Возможности газофазного синтеза алмазных структур // Успехи физических наук. – 2017. – Т. 187, № 2. – С. 193–200. – DOI: 10.3367/UFNr.2016.04.037794.
4. Hierarchically structured diamond composite with exceptional toughness / Y. Yue, Y. Gao, W. Hu et al. // Nature. – 2020. – Vol. 582. – P. 370–374. – DOI: 10.1038/s41586-020-2361-2.
5. Thermal conductivity of high purity synthetic single crystal diamonds / A.V. Inyushkin, A.N. Taldenkov, V.G. Ralchenko, A.P. Bolshakov, A.V. Koliadin, A.N. Katrusha // Physical Review B. – 2018. – Vol. 97. – P. 144305. – DOI: 10.1103/PhysRevB.97.144305.
6. GaN-based heterostructures with CVD diamond heat sinks: A new fabrication approach towards efficient electronic devices / M. Chernykh, A. Andreev, I. Ezubchenko, I. Chernykh, I. Mayboroda, E. Kolobkova, Yu.V. Khrapovitskaya, J. Grishchenko, P. Perminov, V. Sedov, A.K. Martyanov, A.S. Altakhov, M.S. Komlenok, V.P. Pashinin, A.G. Sinogeykin, V.I. Konov, M.L. Zanaveskin // Applied Materials Today. – 2022. – Vol. 26. – P. 101338. – DOI: 10.1016/j.apmt.2021.101338.
7. Effect of substrate holder design on stress and uniformity of large-area polycrystalline diamond films grown by microwave plasma-assisted CVD / V. Sedov, A. Martyanov, A. Altakhov, A. Popovich, M. Shevchenko, S. Savin, E. Zavedeev, M. Zanaveskin, A. Sinogeykin, V. Ralchenko, V. Konov // Coatings. – 2020. – Vol. 10. – P. 939. – DOI: 10.3390/coatings10100939.
8. Plateholder design for deposition of uniform diamond coatings on WC-Co substrates by microwave plasma CVD for efficient turning application / E. Ashkihazi, V. Sedov, D. Sovyk, A. Khomich, A. Bolshakov, S. Ryzhkov, D. Vinogradov, V. Ralchenko, V. Konov // Diamond and Related Materials. – 2017. – Vol. 75. – P. 169–175. – DOI: 10.1016/j.diamond.2017.04.011.
9. Synthesis and characterization of microcrystalline diamond to ultrananocrystalline diamond films via Hot Filament Chemical Vapor Deposition for scaling to large area applications / E.M.A. Fuentes-Fernandez, J.J. Alcantar-Peña, G. Lee, A. Boulom, H. Phan, B. Smith, T. Nguyen, S. Sahoo, F. Ruiz-Zepeda, M.J.  Arellano-Jimenez, P. Gurman, C.A. Martinez-Perez, M.J. Yacaman, R.S. Katiyar, O. Auciello // Thin Solid Films. – 2016. – Vol. 603. – P. 62–68. – DOI: 10.1016/j.tsf.2015.11.088.
10. Thick, adherent diamond films on AlN with low thermal barrier resistance / S. Mandal, C. Yuan, F. Massabuau, J.W. Pomeroy, J. Cuenca, H. Bland, E. Thomas, D. Wallis, T. Batten, D. Morgan // ACS Applied Materials & Interfaces. – 2019. – Vol. 11. – P. 40826–40834. – DOI: 10.1021/acsami.9b13869.
11. A comparative study of the growth dynamics and tribological properties of nanocrystalline diamond films deposited on the <110> single crystal diamond and Si <100> substrates / V. Podgursky, A. Bogatov, M. Yashin, M. Viljus, A. Bolshakov, V. Sedov, O. Volobujeva, A. Mere, T. Raadik, V. Ralchenko // Diamond and Related Materials. – 2019. – Vol. 92. – P. 159–167. – DOI: 10.1016/j.diamond.2018.12.024.
12. Load sensitive super-hardness of nanocrystalline diamond coatings / G. Cicala, V. Magaletti, G. Carbone, G.S. Senesi // Diamond and Related Materials. – 2020. – Vol. 101. – P. 107653. – DOI: 10.1016/j.diamond.2019.107653.
13. A biocompatible ultrananocrystalline diamond (UNCD) coating for a new generation of dental implants / O. Auciello, S. Renou, K. Kang, D. Tasat, D. Olmedo // Nanomaterials. – 2022. – Vol. 12. – P. 782. – DOI: 10.3390/nano12050782.
14. Nitrogenated nanocrystalline diamond films: Thermal and optical properties / V. Ralchenko, S. Pimenov, V. Konov, A. Khomich, A. Saveliev, A. Popovich, I. Vlasov, E. Zavedeev, A. Bozhko, E. Loubnin, R. Khmelnitskii // Diamond and Related Materials. – 2007. – Vol. 16. – P. 2067–2073. – DOI: 10.1016/j.diamond.2007.05.005.
15. Growth of diamond structures using high speed gas jet deposition activated in heated tungsten channels / A.K. Rebrov, M.N. Andreev, T.T. Bieiadovskii, K.V. Kubrak // Surface & Coatings Technology. – 2017. – Vol. 325. – P. 210–218. – DOI: 10.1016/j.surfcoat.2017.06.060.
16. Синтез алмазных структур из струи смеси H₂ + СН₄ в спутном осесимметричном потоке водорода / А.К. Ребров, А.А. Емельянов, М.Ю. Плотников, И.Б. Юдин // Прикладная механика и техническая физика. – 2017. – Т. 58, №5 (345). – С. 142–150.
17. Gas-jet HFCVD synthesis of diamonds from mixtures of hydrogen with ethylene and methane / M.Yu. Plotnikov, Yu.E. Gorbachev, A.A. Emelyanov, D.V. Leshchev, A.K. Rebrov, N.I. Timoshenko, I.B. Yudin // Diamond and Related Materials. – 2022. – Vol. 130. – P. 109505. – DOI: 10.1016/j.diamond.2022.109505.
18. Синтез алмазов из микроволновой плазмы с использованием сверхзвуковых потоков газа / А.К. Ребров, М.В. Исупов, А.Ю. Литвинцев, В.Ф. Буров // Прикладная механика и техническая физика. – 2018. – Т. 59, № 5 (351). – С. 5–12.
19. Experience in the synthesis of diamond from a supersonic microwave plasma jet / A.K. Rebrov, M.S. Bobrov, A.A. Emelyanov, N.I. Timoshenko, M.Yu. Hrebtov, I.B. Yudin // Interfacial Phenomena and Heat Transfer. – 2019. – Vol. 7 (2). – P. 131–137. – DOI: 10.1615/InterfacPhenomHeatTransfer.2019031315.
20. Синтез алмаза из высокоскоростного потока СВЧ-плазмы / А.К. Ребров, А.А. Емельянов, М.Ю. Плотников, Н.И. Тимошенко, И.Б. Юдин. // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. – 2020. – Т. 490, № 1. – С. 48–51. – DOI: 10.31857/S2686740020010198.
21. Effect of methane flow rate on gas-jet MPCVD diamond synthesis / A.A. Emelyanov, V.A. Pinaev, M.Yu. Plotnikov, A.K. Rebrov, N.I. Timoshenko, I.B. Yudin // Journal of Physics D: Applied Physics. – 2022. – Vol. 55 (20). – P. 205202. – DOI: 10.1088/1361-6463/ac526e.
22. Газоструйный синтез алмазных покрытий из смеси H₂+CH₄+Ar, активированной в СВЧ-разряде / А.К. Ребров, А.А. Емельянов, В.А. Пинаев, М.Ю. Плотников, Н.И. Тимошенко, И.Б. Юдин // Доклады Российской академии наук. Физика, технические науки. – 2022. – T. 505, № 1. – С. 45–49.
23. Квантовые сенсоры физических полей на ансамблях nv центров в алмазных наноструктурах / С.Н. Подлесный, И.А.Карташов, С.М. Тарков, В.А. Володин, В.П. Попов, И.Н. Куприянов, Ю.Н. Пальянов, А.А. Емельянов, Н.И. Тимошенко, А.К. Ребров // Фотоника 2021: тезисы докладов, 4–8 октября 2021 г. – Новосибирск, 2021. – С. 35. – DOI: 10.34077/RCSP2021-35.
24. Applicability of gas-jet MPCVD polycrys-talline diamond films on silicon with NV centers in quantum magnetometry / S.M. Tarkov, V.A. Antonov, S.N. Podlesny, A.A. Yemelyanov, A.K. Rebrov, V.P. Popov, V.A. Volodin, V.I. Vdovin, N.I. Timoshenko, I.B. Yudin, V.A. Nadolinny // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 2119. – P. 012120. – DOI: 10.1088/1742-6596/2119/1/012120.
25. Structure of a diamond deposited from microwave plasma by a new gas-jet method / A.P. Yelisseyev, A.A. Emelyanov, A.K. Rebrov, N.I. Timoshenko, I.B. Yudin, S.A. Gromilov, A.T. Titov, M.Yu. Plotnikov // International Journal of Refractory Metals and Hard Materials. – 2021. – Vol. 94. – P. 105386.
26. Влияние температуры молибденовых подложек на строение алмазных покрытий, полученных методом газофазного осаждения из высокоскоростного потока СВЧ-плазмы / Ю.В. Федосеева, Д.В. Городецкий, А.А. Макарова, И.Б. Юдин, Н.И. Тимошенко, М.Ю. Плотников, А.А. Емельянов, А.К. Ребров, А.В. Окотруб // Журнал структурной химии. – 2021. – Т. 62, № 1. – С. 157–166.
27. Effective cooling of substrates with low thermal conductivity under conditions of gas-jet MPCVD diamond synthesis / A.A. Emelyanov, M.Yu. Plotnikov, N.I. Timoshenko, I.B. Yudin // Journal of Physics: Conference Series. – 2021. – Vol. 2119. – P. 012119. – DOI: 10.1088/1742-6596/2119/1/012119.
28. Growth and mechanical properties of diamond films on cemented carbide with buffer layers / M.N. Liu, Y.B. Bian, S.J. Zheng, T. Zhu, Y.G. Chen, Y.L. Chen, J.S. Wang // Thin Solid Films. – 2015. – Vol. 584. – P. 165–169. – DOI: 10.1016/j.tsf.2015.01.021.
29. Газоструйное осаждение алмаза на стальной поверхности, покрытой слоем WC-CO или Mо / А.К. Ребров, И.С. Батраев, Т.Т. Бъядовский, Е.В. Гладких, А.С. Усеинов, М.Н. Хомяков // Прикладная механика и техническая физика. – 2019. – Т. 60, № 6. – С. 118–129.