Микроструктура, кристаллическое строение, химические связи на поверхности и их корреляция с трибологическими свойствами ультрананокристаллических алмазных пленок тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.07, кандидат наук Кумар Ниранджан нет

• Кумар Ниранджан нет
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Кумар Ниранджан нет

ВВЕДЕНИЕ

1 Нанокристаллические алмазные (НКА) и ультрананокристаллические алмазные (УНКА) плёнки: методы их получения и исследования

(литературный обзор)

1.1 Физические методы исследования тонких пленок

1.2 Особенности кристаллического и электронного строения трехмерных и двумерных углеродных структур, определяющие их трибологические свойства

1.3 Процессы роста НКА и УНКА пленок и технологии совершенствования

их свойств

2 Влияние состава газовой среды в реакционной камере и методов получения на микроструктуру, химические связи и фрикционные свойства УНКА

пленок

2.1 Синтез УНКА пленок в газовых средах Аг/СН4 и Аг/2%Н2/СН4 в реакционной камере

2.2 Микроструктура, кристаллическое строение и химические связи УНКА пленок

2.3 Наноиндентирование УНКА пленок

2.4 Фрикционные свойства НКА и УНКА пленок, полученных методом осаждения из газовой фазы

2.5 Химические связи на поверхности и трибологические свойства микро / нанокристаллических алмазных пленок, полученных методом осаждения из газовой фазы с горячей нитью

3 Влияние окружающей газовой среды и её влажности на трибологические

характеристики УНКА пленок

3.1 Трибологические свойства УНКА пленок в различных средах

3.2 Режимы осаждения УНКА пленок и методы их характеризации

3.3 Морфология и электронное строение поверхности УНКА пленок

3.4 Трибологические свойства УНКА пленок в различных атмосферах

3.5 Поверхность дорожек износа УНКА пленок по данным растровой электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния света

3.6 Факторы, определяющие трибологические свойства УНКА пленок в

различных газовых атмосферах

3.7. Механизмы трения в различных средах

3.8 Трибологические свойства УНКА пленок в окружающей среде с контролируемой влажностью

3.9 Химическое состояние поверхности УНКА пленок, обуславливающее зависимость коэффициента трения от влажности среды

3.10 Химическое состояние поверхности НКА, УНКА и алмазных наностержневых (АНС) пленок, обуславливающее зависимость их

трибологических свойств от состава внешней среды

4 Влияние материала контртела на трибологические свойства УНКА пленок

4.1 Условия осаждения, микроструктура, морфология и химическое состояние поверхности УНКА пленок по данным растровой электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния

4.2 Морфология и химическое состояние поверхности дорожек износа по данным рентгеновской энергодисперсионной, рамановской и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии

4.3 Химическое состояние поверхности деформированного шарового контртела по данным спектроскопии рамановского рассеяния света

4.4 Влияние материала контртела на трибологические свойства УНКА пленок

4.5 Влияние углеродных связей на поверхности, дорожек трения и шаровых контртел из различных материалов на особенности и механизмы трения и

износа УНКА пленок

5 Микроструктура, кристалическое строение, химические и трибологические свойства поверхности УНКА пленок с имплантированными ионами N+

5.1 Обоснование необходимости модификации химических и трибологических свойств УНКА пленок ионами N+

5.2 Режимы осаждения УНКА пленок с изменением концентрации водорода в метане и методы исследования их свойств

5.3 Морфология и химическое состояние поверхности УНКА пленок по данным электронной и сканирующий туннельный микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния и рентгеновской фотоэлектронной микроскопии

5.4 Модули упругости УНКА пленок, имплантированных ионами азота

5.5 Коэффициенты трения НКА и УНКА пленок на микро- и наноуровнях

5.6 Модель трения НКА и УНКА пленок, имплантированных ионами азота

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы

Список публикаций автора

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Микроструктура, кристаллическое строение, химические связи на поверхности и их корреляция с трибологическими свойствами ультрананокристаллических алмазных пленок»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Углеродные системы представляют собой впечатляюще широкий и постоянно расширяющийся класс материалов [1] от структурных блоков в биологии углерода до аллотропных модификаций углерода с экстремальными и экзотическими свойствами, таких как нанотрубки, фуллерены, графен и алмазоподобные материалы. Существует множество устойчивых структур, которые атом углерода может образовывать в значительной степени, благодаря его способности к гибридизации в разнообразные устойчивые связующие состояния, а также образовывать различные связи со многими другими атомами, в том числе с водородом. Такими устойчивыми структурами являются алмазные пленки. В макроскопических масштабах, эти материалы обладают выдающимися механическими, в том числе трибологическими свойствами.

Алмаз, который является самым прочным и твёрдым материалом, может быть выращен в форме нанокристаллической алмазной (НКА) и ультрананокристаллической алмазной (УНКА) тонкой пленки с почти эквивалентными механическими характеристиками [2 - 4]. Алмазные пленки обладают коэффициентом трения ^ < 0.05, что соответствует коэффициенту трения при скольжении по обычному льду, а скорость износа составляет всего лишь долю атомного слоя за один проход по поверхности скольжения, и это при отсутствии на ней всякого смазочного материала.

Алмазоподобные углеродные (АПУ) пленки, выращенные в специальной

форме, соответствующей углероду с почти нулевым трением [5], могут

проявлять коэффициенты трения ^ ~ 0.001 и иметь скорость износа значительно

ниже, чем у алмаза. Успешное трибологическое применение алмазных пленок

имеет достаточно широкую область и включает покрытия инструментов,

оптических компонентов, биологических имплантатов, а в последнее время,

алмазные пленки используются [4] в качестве конструкционных материалов для

5

микро- и наноэлектромеханических систем (М-НЭМС) резонаторов и других аналогичных устройств.

Широкое использование углеродных пленок на всех уровнях ограничивается такими факторами, как наличие напряжений в пленках, недостаточными темпами роста пленок и их адгезией к подложке, а также их неоднородностью. Более существенным является то, что углеродные пленки могут быть очень чувствительны к окружающей среде. Например, трибологические характеристики АПУ пленки ухудшаются [5] значительно в присутствии паров воды в окружающей среде. В отличие от алмазных пленок алмазоподобные пленки могут обладать чрезвычайно низкими характеристиками в вакууме или в условиях сухого трения [5, 6]: иметь коэффициент трения выше единицы, при этом износ становится большим. Роль эффектов локального атомного порядка, ориентации и химической связи на границе раздела возрастает в случае приложений на наноуровне, тем не менее, эти факторы еще не поняты в полной мере. Заметная неудача в коммерциализации различных М-НЭМС устройств на основе Si, имеющих подвижные части в сопряжении, подчеркивает необходимость альтернативных материалов для микро-и наноразмерных устройств и систем. Материалы на основе углерода, такие как нанокристаллические алмазные (НКА) и ультрананокристаллические алмазные (УНКА) пленки могут быть ключевыми материалами для таких приложений.

Таким образом, тема диссертации, посвященной исследованию кристаллического строения, химических связей на поверхности, межзеренных границ, состава окружающей среды и элементного состава контртел и выявлению их влияния на трение и износ, а также получению новых НКА и УНКА плёнок с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью, является актуальной и важной для физики конденсированного состояния.

Объекты исследования:

- нанокристаллические алмазные (НКА) пленки с размером зерен d = 20.. .100 нм, осаждённые в различных газовых средах методом химического осаждения из газовой фазы при активировании микроволновой плазмой и горячей нитью;

- ультрананокристаллические алмазные (УНКА) пленки с размером зерен d < 20 нм), осаждённые в различных газовых средах методом химического осаждения из газовой фазы при активировании микроволновой плазмой;

- НКА и УНКА пленки, модифицированные ионами азота.

ЦЕЛЬ: установить влияние термодинамической предыстории, химического состояния, микроструктуры и морфологии поверхности, внешних воздействий, условий трибологических экспериментов и элементного состава контртел на трибологические свойства НКА и УНКА пленок, на основе чего получить новые НКА и УНКА плёнки с низкими коэффициентами трения и высокой износостойкостью.

Для достижения цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Отработать режимы осаждения НКА и УНКА пленок на кремниевую подложку методом химического осаждения из газовой фазы при активировании микроволновой плазмы (МПРХОП) в различных газовых средах состава (А/СН4) при добавлении атомов водорода (АГ/Н2/СН4), в том числе имплантированных ионами N и установить влияние термодинамической предыстории (состава, температуры и давления газовой среды, частоты и мощности СВЧ активации плазмы в реакционной камере, температуры подложки) на трибологические свойства полученных плёнок.

2. Зарегистрировать С1б, 01б - рентгеновские фотоэлектронные и СККЬ оже-спектры, спектры рамановского рассеяния, изображения микро-и наноучастков поверхности, методами растровой (РЭМ) и просвечивающей

электронной микроскопии, сканирующий туннельной микроскопии (СТМ) и атомной силовой микроскопии (АСМ), измерить контактные углы смачивания на поверхностях НКА и УНКА пленок и установить влияние химического состояния и морфологии поверхности, оптимальных для зародышеобразования размеров алмазных зерен на трибологические свойства алмазных пленок.

3. Измерить характеристики трения и износа в зависимости от размеров зерна НКА и УНКА пленок и степени трансформации фаз Бр3 в Бр2 в месте трибологического контакта и установить влияние микроструктуры, и морфологии поверхности на трибологические свойства НКА и УНКА пленок.

4. Зарегистрировать С1б, 01Б-рентгеновские фотоэлектронные и СККЬ оже - спектры, спектры рамановского рассеяния, изображения микро- и наноучастков поверхности методами РЭМ, СТМ и АСМ и измерить контактные углы смачивания внутри следов трения на поверхностях НКА и УНКА пленок и таким образом установить влияние поверхностной энергии на трение и износ НКА и УНКА пленок.

5. Имплантировать ионы азота в НКА и УНКА пленки и исследовать спектроскопическими, структурными и методами РЭМ, СТМ и АСМ, а также измерением контактных углов, коэффициентов трения и износа их морфологию, химические связи, поверхностную энергию и трибологические характеристики и в результате установить влияние имплантации ионов N в НКА и УНКА пленок на их трение и износ.

6. Разработать методы создания и контроля влажности испытательной газовой среды и проведения трибологических исследований в газовых средах (воздух, кислород, азот и аргон) с контролируемой влажностью, чтобы установить влияние влажности среды на триболические свойства НКА и УНКА пленок.

Научная новизна. В ходе исследований впервые

1. Созданы НКА и УНКА пленки с различными химическими и электронными свойствами, комбинируя которые можно управлять физическими, химическими и трибологическими свойствами поверхности.

2. УНКА пленки с сферическими зернами осаждались с размером зерен d = 3.5 нм, размещенными в аморфной углеродной матрице.

3. Для управления физическими, химическими и трибологическими свойствами НКА и УНКА пленок использовалась имплантация ионов азота.

4. Обнаружена зависимость трибологических свойств алмазных пленок от размеров микрокристаллитов при её изменении от субмикронного до нанометрового размеров. Трение и износ были лучше для пленок с меньшими размерами зерен, которые содержали большие доли Бр2 фазы.

5. Установлено уменьшение коэффициента трения УНКА пленок при увеличении размеров скользящего тестового шара. Этот эффект объяснен особенностями механизма контактного напряжения и модификацией Бр3/Бр2 фаз вместе с функциональными кислородными группами в скользящем контакте. Установлены особенности контактного напряжения, влияющие на трение и износ.

6. Установлены характеристики коэффициента трения и износа УНКА пленок в атмосфере окружающей среды, состоящей из влажного и сухого N2, сухого 02 и сухого Аг. Высокие коэффициенты трения и износа наблюдались в сухих аргоновых и азотных атмосферах, низкие и ультранизкие коэффициенты трения, а также низкий износ были получены в атмосфере сухого кислорода и окружающей среды, соответственно.

7. Установлены характеристики трения и износа УНКА пленок в зависимости от относительной влажности окружающей среды. Для понимания механизма трения и износа в этих условиях были исследованы химические

связи и электронное строение поверхности пленок внутри дорожек износа.

8. Показано, что ультранизкое значение коэффициента трения УНКА пленок во влажной среде обусловлено пассивацией поверхности скольжения в месте контакта кислородными функциональными группами и молекулами паров воды.

9. Исследованы и сопоставлены характеристики трения и износа УНКА пленок при скольжении по ним металлических и керамических контртел разного состава. В случае контртела в форме шара из карбида кремния Б1С наблюдался большой коэффициент трения. В случае стальных тестовых шаров состава 813^ наблюдалось низкое трение. Сверхмалые значения коэффициентов трения были зарегистрированы в случае использования тестовых шаров из рубина, корунда (А12О3) и стали марки 440С благодаря их слабой адгезии с поверхностью скольжения.

10. Показано, коэффициент трения НКА и УНКА пленок и её износ зависит от химического состава пленки переноса.

11. Показано, что НКА и УНКА пленки с имплантированными ионами азота обладают гидрофобными свойствами и ультранизким значением коэффициента трения.

12. Установлена корреляция между величиной коэффициента трения, отношением долей Бр2/Бр3 фаз и углом смачивания на поверхности НКА пленок.

13. Показано, что имплантация ионов N в НКА и УНКА пленки изменяет химические связи на поверхности пленок и их электронную структуру, что также влияет на поведение фононного спектра пленок. Имплантация ионов N приводит к уменьшению на поверхности пленок транс-форма полиацетиленовых фаз, и к увеличению Бр2 и а-С фаз.

Практическая значимость полученных результатов

Алмазные покрытия относятся к классу кристаллических материалов, которые сочетают в себе высокие твердость и модуль упругости, высокую

теплопроводность, низкий коэффициент теплового расширения и обладают химической инертностью и являются достойными кандидатами в материалы с низким коэффициентом трения и высокой износостойкостью. Полученные в диссертации УНКА пленки с нихкими характкристиками трения и износа могут быть использованы в широком спектре приложений от макро до наноустройств, таких как энергосберегающие покрытия с ультранизким коэффициентом трения и высокой износостойкостью для использования в качестве механического уплотнения в насосах и инструментах; высокопроизводительные микроэлектромеханические и наноэлектромеханические устройства для системы телекоммуникаций; в качестве основы для следующего поколения плоских дисплеев высокой четкости; а также в качестве основы биомедицинских имплантатов и биосенсоров.

Знания о состоянии поверхности НКА и УНКА пленок важны для проектирования и изготовления надежных, работающих на их основе микро- и наноэлектромеханических -устройств с участием трибологических контактов. Исследования, проведенные в настоящей диссертации, открывают возможность управления адгезионными свойствами алмазных пленок на наноуровне, характеристиками трения алмазных поверхностей путем перестройки химических связей поверхности, что обнаруживает потенциальные преимущества алмазных микро- и наноэлектромеханических устройств по сравнению с устройствами, созданными на основе кремния.

Научные положения, выносимые на защиту:

1. С уменьшением размера зерна алмазной пленки, создаваемой методом химического осаждения из газовой фазы, её коэффициент трения уменьшается, а сопротивление износу - увеличивается, что обусловлено как раздельным, так и совместным действием двух различных механизмов: химической пассивацией

поверхности молекулами окружающей среды и её графитизацией при больших давлениях в контакте.

2. Величина коэффициента трения л ультрананокристаллической алмазной пленки последовательно уменьшается при увеличении уровня влажности в условиях трибологического эксперимента с контролируемой влажностью от л = 0.13 при относительной влажности 10% до л = 0.004 при относительной влажности 80%, что обусловлено пассивацией оборванных ковалентных связей атомов углерода на поверхности скольжения парами воды, а также гидроксильными и карбоксильными группами.

3. Высокий коэффициент трения л ~ 0.4 в трибопаре ультранано-кристаллическая алмазная пленка - тестовый шар из Б1С, в составе которого имеется С, в противоположность низкому коэффициенту трения л = 0.025...0.05 в трибосопряжении ультрананокристаллическая алмазная пленка - керамический шар из А1203, рубина, БЬ^ или металлический шар из стали марки 100Сг6 или 440С обусловлен образованием ковалентных связей между атомами углерода на поверхности тестового шара и ультрананокристаллической алмазной пленки, которые препятствуют сдвигу при скольжении шара и пленки относительно друг друга, тогда как такие связи отсутствуют между тестовым шаром и поверхностью пленки с низким коэффициентом трения.

4. Имплантация ионов N в нанокристаллическую алмазную пленку позволяет управлять морфологией её поверхности, долями Бр2/Бр3 фаз и поверхностной энергией, причем обусловленное имплантацией увеличение соотношения Бр2/Бр3 фаз, сопровождается гидрофобным поведением поверхности пленок, приводящим к уменьшению коэффициента трения до л = 0.01.

Достоверность полученных новых результатов обусловлена использованием современных методов и установок для осаждения нанокристаллических и ультрананокристаллических плёнок, современных

способов обработки поверхностей подложек, обеспечивающих образование зародышей роста плёнок. Современные приборы (растровые электронные микроскопы с полевыми катодами) применяли для исследования морфологии плёнок, атомно-силовые микроскопы - для исследования их топографии; сканирующие туннельные микроскопы - для определения их химических свойств, а для определения электронного строения применяли методы рентгеновской фотоэлектронной микрозондовой спектроскопии и спектроскопии микрорамановского рассеяния, для определения трибологических характеристик-были использованы микро и нанотрибометры, работающие на нанометровом уровне с помощью линейно-изменяемого дифференциального датчика.

Апробация результатов работы проходила на Int. Conf. on Nanosci. Eng. and Technol. (ICONSET), Chennai, India, 2011 and 2018; Conf. on Solid State Phys. Symposium, DAE, Patiala, India, 2011; Int. Nanotribology Forum, Kochi, India, 2014; Nat. Conf. on Challenges in Biomater. Res., Vellore, India 2013; Adv. Characterization Tech. for Nanoeng. Mater. (ACTEN), Chennai, India, 2014; Int. Conf. on Friction and Energy Dissipation in Man-made and Biological Systems, Trieste, Italy, 2014; 29th Annual General Meeting of Mater. Res. Soci., Nat. Symp. on Adv. in Functional and Exotic Mater., Tiruchirappalli, India, 2018; 9th Int. Conf. on Industrial Tribology (ICIT), Kolkata, India 2017.

Публикации. Основные результаты диссертации опубликованы в 37 работах, из них 28 статей в ведущих рецензируемых зарубежных и российских журналах, из которых 24 статей - в журналах, индексируемых в базах данных Web of Science и Scopus и 4 - из Перечня ВАК Минобрнауки РФ, а также 9 статей и тезисов докладов - в трудах международных конференций. Список основных публикаций представлен в конце диссертации.

Личный вклад автора:

- выбор темы диссертационной работы, анализ и обсуждение полученных результатов по химическому состоянию поверхности УНКА пленок, формулировка основных выводов и научных положений осуществлялась совместно с научным руководителем Козаковым А.Т.;

- лично автору диссертации принадлежат все работы по получению НКА и УНКА пленок, исследованию их твердости и модулей упругости, а также коэффициентов трения; исследованию элементного состава методом электронно-зондового микроанализа; исследованию морфологии и микроструктуры поверхности с помощью растрового электронного микроскопа и методов атомно-силовой и туннельной микроскопии; получению и интерпретации спектров рамановского рассеяния; измерению электропроводности поверхности НКА и УНКА пленок с использованием сканирующей туннельной микроскопии; получению краевых углов смачивания; интерпретации рентгеновских фотоэлектронных спектров и построению моделей трения, связанных с химическим состоянием поверхности трения;

- рентгеновские фотоэлектронные спектры ряда поверхностей трения НКА и УНКА пленок получены научным руководителем Козаковым А.Т.

1 Нанокристаллические алмазные (НКА) и ультрананокристаллические алмазные (УНКА) плёнки: методы их получения и исследования

(литературный обзор)

Углеродные системы представляют собой широкий и расширяющийся класс материалов [1] от структурных блоков до аллотропных модификаций углерода, таких как нанотрубки, фуллерены, графен и алмазоподобные материалы. Существует множество устойчивых структур, которые атом углерода может образовывать, в значительной степени благодаря его способности к гибридизации, разнообразные устойчивые связующие состояния, а также образовывать различные связи с другими атомами, в том числе с водородом. Такими устойчивыми структурами являются алмазные пленки. В макроскопических масштабах, эти плёнки обладают выдающимися механическими, в том числе трибологическими свойствами.

Алмаз, который является самым прочным и твёрдым материалом, может быть выращен в форме нанокристаллической алмазной (НКА) и ультрананокристаллической алмазной (УНКА) тонкой пленки с почти эквивалентными механическими характеристиками [2 - 4]. Они обладают коэффициентом трения ^ < 0.05, что соответствует коэффициенту трения при скольжении по обычному льду, а скорость износа составляет всего лишь долю атомного слоя за один проход по поверхности скольжения, и это при отсутствии на ней всякого смазочного материала. В последнее время, алмазные пленки используются [4] в качестве конструкционных материалов для микро- и наноэлектромеханических систем (М-НЭМС) резонаторов и других аналогичных устройств.

Широкое использование углеродных пленок на всех уровнях ограничивается такими факторами, как наличие напряжений в пленках, недостаточными темпами роста пленок и их адгезией к подложке, а также их

неоднородностью. Более существенным является то, что углеродные пленки могут быть очень чувствительны к окружающей среде. Например, трибологические характеристики АПУ пленки ухудшаются [5] значительно в присутствии паров воды в окружающей среде.

Роль эффектов локального атомного порядка, ориентации и химической связи на границе раздела возрастает в случае приложений на наноуровне, тем не менее, эти факторы еще не поняты в полной мере. Заметная неудача в коммерциализации различных М-НЭМС устройств на основе Si, имеющих подвижные части в сопряжении, подчеркивает необходимость альтернативных материалов для микро-и наноразмерных устройств и систем. Материалы на основе углерода, такие как нанокристаллические алмазные (НКА) и ультрананокристаллические алмазные (УНКА) пленки могут быть ключевыми материалами для таких приложений.

1.1 Физические методы исследования тонких пленок

1.1.1 Микроскопические исследования тонких пленок. Тонко сфокусированный пучок электронов сканирует поверхность образца тонкой пленки, проникает на определенную глубину под поверхность образца, в которой генерируются вторичные электроны, отраженные электроны и характеристическое рентгеновское излучение. Эти сигналы, собираются детекторами для формирования изображения образца, которое отображается на экране лучевой трубки. Включения других фаз и другие особенности на поверхности образца, видимые на изображении в растровом электронном микроскопе (РЭМ), при желании, могут быть проанализированы на предмет элементного состава [7] с помощью энерго- дисперсионного спектрометра (ЭДС). ЭДС позволяет анализировать в материалах, рассматриваемых в растровом электронном микроскопе, элементный состав всех элементов с атомным номером больше, чем бор. Большинство элементов обнаруживаются

этим методом в образцах при концентрациях, начиная с 0.1%. В процессе передвижения электронного луча по поверхности образца происходит возбуждение рентгеновской флуоресценции от атомов, расположенных на всем пути луча.

Энергия каждого рентгеновского фотона практически однозначно характеризует элемент, в атоме которого он был создан. Система обработки данных ЭДС микроанализа собирает рентгеновские лучи, сортирует их, отображает их в виде зависимости интенсивности излучения от энергии (спектра), автоматически анализирует спектр и определяет элементы, ответственные за пики в этом распределении энергии. Полученные данные энергодисперсионного микроанализа, как правило, сравниваются или с данными состава известногом стандартного образца, или с данными стандартных образцов в компьютерной базе прибора. При этом проводится полный количественный анализ образца. Интенсивность рентгеновских лучей измеряется в импульсах/сек, и точность получаемых результатов об элементном составе ограничена статистической погрешностью.

Для основных элементов, как правило, не трудно получить точность (определяется как 2о) не хуже ± 1% (относительная), но в целом точность анализа обычно ближе ± 2% в связи с влиянием ряда других факторов. Это может быть, например, неопределенность состава стандартных образцов, или ошибки, определяемые поправками на атомный номер, на флуоресценцию и т.д., которые обычно применяются при обработке данных эксперимента. Бомбардировка поверхности электронами, кроме создания характеристичных рентгеновских линий, может также привести к возникновению непрерывного рентгеновского спектра, чей вклад в общий спектр затрудняет отделяемость малых пиков от фона.

В настоящее время имеется ряд стандартных процедур для улучшения

предела обнаружения элементов, который составляет, как правило, около

17

0.001% вес., но может быть улучшен в разы путем длительного набора импульсов. Пространственное разрешение определяется областью проникновения и распространения электронного пучка в образце. Так как длина пробега электронов в образец, примерно, пропорциональна массе образца на пути пробега, то пространственное разрешение в растровом электронном микроскопе является функцией плотности. В случае алмаза (плотность которого около 3.5 г/см3), номинальное разрешение составляет около 2 мкм в типичных условиях, но для проведения количественного анализа является желательным минимальный размер зерна в несколько микрометров. Лучшее пространственное разрешение получается в ультратонких (~100 нм) образцах, толщина которых значительно меньше длины пробега электронов. Такие образцы могут быть проанализированы в просвечивающем электронном микроскопе (ПЭМ) приставкой в виде рентгеновского спектрометра, а также в таких приборах, как аналитический электронный микроскоп (АЭМ).

Энергетическое разрешение прибора определяется как полная ширина в эВ на половине максимальной высоты пика (ПМВП). Обычно это приводится для МпКа пика при 5.89 кэВ. Для Si детекторов, характерны значения энергетического разрешения, равные 130.150 эВ, а для Ge детекторов оно может достигать 115 эВ. Разрешение энергодисперсионного спектрометра значительно хуже (примерно, на порядок), чем в спектрометрах волновой дисперсионной спектроскопии (ВДС), использующих дифракцию на кристаллах для разложения рентгеновских лучей в спектр, но все же достаточно хорошо, чтобы можно было разделить К линии соседних по таблице Менделеева элементов. Энергодисперсионный спектрометр особенно полезен для проведения качественного анализа, поскольку весь спектр может быть получен очень быстро.

Программное обеспечение современных приборов предоставляет много

возможностей, облегчающих оценку особенностей поверхности. На

18

изображение во вторичных электронах можно накладывать изображение в рентгеновских лучах разных элементов. Тем самым можно определять достаточно точно локализацию разных элементов в особенностях топографии поверхности и.т.д. Изображение во вторичных электронах позволяет изучать особенности топографии величиной до нескольких нанометров в поперечнике. Пленки и пятна толщиной до 20 нм имеют в микроскопе хорошую контрастность изображения.

Материалы могут рассматриваться в микроскоп на увеличениях до 100 000 раз без необходимости проведения трудоемких технических мероприятий по специальной подготовке образца [8] и без повреждения образца. Даже еще большие, чем это обсуждалось выше, увеличение и пространственное разрешение могут быть получены с помощью растрового электронного микроскопа с катодами, использующими эффект полевой эмиссии. Катоды, использующие эффект полевой эмиссии, в электронной пушке сканирующего электронного микроскопа обеспечивают узкий зондирующий электронный луч как при низких, так и высоких энергиях электронов, в результате чего улучшаются как пространственное разрешение и сводится к минимуму зарядка образца изолятора, в также уменьшаются повреждения образца из-за тепловых эффектов.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кумар Ниранджан нет, 2019 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Dahl, J.E. Isolation and structure of higher diamondoids, nanometer-sized diamond molecules / J.E. Dahl, S.G. Liu, R.M.K. Carlson // Science. - 2003. - Vol. 299. - P. 96-99.

2. Philip, J. Elastic, mechanical, and thermal properties of nanocrystalline diamond films / J. Philip, P. Hess, T. Feygelson, J. E. Butler, S. Chattopadhyay, K.H. Chen, L.C. Chen // J. Appl. Phys. - 2003. - Vol. 93. - P. 2164-2171.

3. Erdemir, A. Tribological properties of nanocrystalline diamond films / A. Erdemir, G.R. Fenske, A.R. Krauss, D.M. Gruen, T. McCauley, R.T. Csencsits // Surf. Coat. Technol. - 1999. - Vol. 120-121 - P. 565-572.

4. Auciello, O. Materials science and fabrication processes for a new MEMS technology based on ultrananocrystalline diamond thin films / O. Auciello, J. Birrell, J.A Carlisle, J.E. Gerbi, X. Xiao, B. Peng, H.D. Espinosa // J. Phys. Condens. Matter. - 2004. - Vol. 16. - P. 539-552.

5. Heimberg, J.A. Superlow friction behavior of diamond-like carbon coatings: time and speed effects / J.A. Heimberg, K.J. Wahl, I.L. Singer // J. Appl. Phys. -2001. - Vol. 78 - P. 2449-2451.

6. Gardos, M.N. The effect of environment on the tribological properties of polycrystalline diamond films / M.N. Gardos, B.L. Soriano // J. Mater. Res. - 1990. -Vol. 5 - P. 2599-2609.

7. Goldstein, J. Scanning electron microscopy and X-ray microanalysis / J. Goldstein, D. Newbury, D.C. Joy, C.E. Lyman, P. Echlin, E. Lifshin, L. Sawyer, J.R. Michael // Springer 3rd edition - 2003. - ISBN - 10. 0306472929.

8. Brady, J.B. Introducing mineralogy students to X-ray diffraction through optical diffraction experiments using lasers / J.B Brady, S.J. Boardman // J. Geol. Edu. - 1995. - Vol. 43. - P. 1471-1476.

9. Giacovazzo, C. Fundamentals of crystallography / C. Giacovazzo // Oxford. Oxford University Press - 1992.

10. Mittemeijer, E.J. Diffraction analysis of the microstructure of materials / E.J. Mittemeijer, P. Scardi //Springer - 2004. - ISBN - 3540405194.

11. Golovin, A.L. Experimental study of X-ray diffraction under specular reflection condition/ A.L. Golovin, R.M. Imamov, S.A. Stepanov // Acta Cryst. A -1984. - Vol. 40. - P. 225-234.

12. Bernhard, N. Grazing incidence diffraction of X-rays at a Si single crystal surface: Comparison of theory and experiment / N. Bernhard, E. Burkel, G. Gompper, H. Metzger, J. Peisl, H. Wagner, G. Wallner // J. Phys. B. - 1987. - Vol. 69. - P. 303311.

13. Ferrari, A.C. Interpretation of Raman spectra of disordered and amorphous carbon / A.C. Ferrari, J. Robertson // Phys. Rev. B. - 2000. - Vol. 61. - P. 1409514107.

14. Ferrari, A.C. Resonant Raman spectroscopy of disordered, amorphous, and diamondlike carbon / A.C. Ferrari, J. Robertson //Phys. Rev. B. - 2001. - Vol. 64. -P. 75414-75427.

15. Ferrari, A.C. Raman spectroscopy of amorphous, nanostructured, diamondlike carbon, and nanodiamond / A.C. Ferrari, J. Robertson // Phil. Trans. R. Soc. Lond. A. -2004. - Vol. 362. - P. 2477-512.

16. Kuzmany, H. The mystery of the 1140 cm-1 Raman line in nanocrystalline diamond films / H. Kuzmany, R. Pfeiffer, N. Salk, B. Gunther // Carbon - 2004. -Vol. 42. - P. 911-917.

17. Pfeiffer, R. Evidence for trans- polyacetylene in nano-crystalline diamond films / R. Pfeiffer, H. Kuzmany, P. Knoll, S. Bokova, N. Salk, B. Günther // Diamond Relat. Mater. - 2003. - Vol. 12. - P. 268-271.

18. Oliver, W.C. An improved technique for determining hardness and elastic-modulus using load and displacement sensing indentation experiments / W.C. Oliver, G.M. Pharr // J. Mater. Res. - 1992. - Vol. 7. - P. 1564-1583.

19. Pharr, G.M. Measurement of mechanical properties by ultra-low load indentation // G.M. Pharr // Mater. Sci. Eng. A. - 1998. - Vol. 253. - P. 151-159.

20. Sneddon, I.N. The relation between load and penetration in the axisymmetric Boussinesq problem for a punch of arbitrary profile / I.N. Sneddon // Int. J. Eng. Sci. - 1965. - Vol. 3. - P. 47-56.

21. Tabor, D. The hardness of metals / D. Tabor // Oxford. Oxford Univ. Press -1951.

22. Doerner, M.F. A method for interpreting the data from depth-sensing indentation instruments / M.F. Doerner, W.D Nix // J. Mater. Res. - 1986. - Vol. 1. -P. 601-609.

23. Holmberg, K. Coatings tribology-contact mechanisms and surface design / K. Holmberg, A. Matthews, H. Ronkainen // Tribol. Int. - 1998. - Vol. 31. - P. 107120.

24. Gee, M. High resolution characterization of tribochemical films on alumina / M. Gee, N.M. Jennett // Wear. - 1995. -193. - P. 133-145.

25. Gardos, M.N. Tribology and wear behavior of diamond in synthetic diamond: Emerging CVD science and technology, Ed. K. E. Spear and J. P. Dismukes / M.N. Gardos // John Wiley and Sons. - 1994. - P. 419-502.

26. Pimenov, S.M. Tribological behavior of smooth diamond films / S.M Pimenov, A.A. Smolin, E.D. Obraztsova, V.I. Konov, U. Bogli, A. Blatter, M. Maillat, A. Leijala, J. Burger, H.E. Hintermann, E.N. Loubnin // Surf. Coat. Technol. - 1995. - Vol. 76-77. - P. 572-578.

27. Skopp, A. Oscillating sliding behaviour of MW PACVD diamond coatings / In Proceedings of 10th International Colloquium on Tribology-Solving Friction and

Wear Problems // A. Skopp, D. Klafke, H. Buchkremer-Herrmanns, H. Ren, H. Weiss // Technische Academie Esslingen, Ostfildern -1996. - P. 1943-1959.

28. Electronic reference: http://www.bristol.ac.uk/Depts/Chemistry/ MOTM/diamond/cphased. gif

29. Electronicreference: http://newton. ex.ac.uk/ research/qsystems/ people/sque/diamond/structure/

30. Kumar, N. Tribological properties of nanocrystalline diamond films deposited by hot filament chemical vapor deposition / N. Kumar, K. Panda, S. Dash, C. Popov, J.P. Reithmaier, B.K. Panigrahi, A.K. Tyagi, Baldev Raj // AIP Adv. -2012. - Vol. 2 - P. 232164-232177.

31. Chung, D.D.L. Review graphite / D.D.L. Chung // J. Mater. Sci. - 2002. -Vol. 37. - P. 1-37.

32. Filleter, T. Friction and dissipation in epitaxial graphene films / T. Filleter, J. L. McChesney, A. Bostwick, E. Rotenberg, K. V. Emtsev, Th. Seyller, K. Horn, R. Bennewitz // Phys. Rev. Lett. - 2009. - Vol. 102. - P. 86102-86105.

33. Gupta, B. Molecular-Pillar-Supported Functionalized Reduced Graphene-Oxide for Energy Efficient Lubrication / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, A.A. Melvin, S. Joshi, S. Dash // Advanced Materials Interfaces. - 2016. - Vol. 3. - P. 16001611600169.

34. Kumar, N. Friction anisotropy in boronated graphite / N. Kumar, R. Radhika, A.T. Kozakov, R. Pandian, S. Chakravarty, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Appl. Surf. Sci. - 2015. - Vol. 324. - P. 443-454.

35. Badenhorst, H. Microstructure of natural graphite flakes revealed by oxidation: limitations of XRD and Raman techniques for crystallinity estimates / H. Badenhorst // Carbon. - 2014. - Vol. 66. - P. 674-690.

36. Openov, L.A. Prismane C8: a new form of carbon / L.A. Openov, V.F. Elesin // J. Exp. Theor. Phys. Lett. - 1998. - Vol. 68. - P. 726-731.

37. Bacon, G.E. X-ray and neutron diffraction by graphite layers / G.E. Bacon // Nature. - 1950. - Vol. 166. - P. 794-94.

38. Nikiel, L. Raman spectroscopic characterization of graphites: A reevaluation of spectra / structure correlation / L. Nikiel, P.W. Jagodzinski // Carbon. -1993. - Vol. 31. - P. 1313-1317.

39. Kumar, N. High temperature phase transformation and low friction behavior in highly disordered turbostratic graphite / N. Kumar, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2013. - Vol. 46. - P.395305-395314.

40. Kumar, N. Load dependent friction coefficient of crystalline graphite and anomalous behavior of wear dimension / N. Kumar, A.T. Kozakov, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Tribol. Int. - 2015. - Vol. 88. - P. 280-289.

41. Kumar, N. Super low to high friction of turbostratic graphite under various atmospheric test conditions / N. Kumar, S. Dash, A.K. Tyagi, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2011. - Vol. 44. - P. 1969-1978.

42. Kumar, N. Anisotrpic friction behaviour of charcoal and the influence of humidity / N. Kumar, R. Radhika, S. Chakravarty, R. Pandian, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Tribol. Int. - 2015. - Vol. 84. - P. 110-117.

43. Radhika, R. Structural transformation and friction behavior in turbostratic graphite sliding against Si3N4, SiC and Al2O3 balls / R. Radhika, N. Kumar, R. Pandian, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Surf. Coat. Technol. - 2014. - Vol. 253. - P. 300-306.

44. Kumar, N. Improvement of lubricant properties of 10W40 oil using graphene oxide additives / N. Kumar, A.T. Kozakov, V.I. Kolesnikov, A.V. Sidashov // Friction and Wear. - 2017. - Vol. 38. - P. 411-417.

45. Gupta, B. Chemically grafted graphite nanosheets dispersed in poly(ethylene-glycol) by y-radiolysis for enhanced lubrication / B. Gupta, K. Panda, N. Kumar, A.A. Melvin, S. Dash, A.K. Tyagi // RSC Advances. - 2015. - Vol. 5. - P. 53766-53775.

46. Mungse, H.P. Synthesis, dispersion and lubrication potential of basal plane functionalized alkylated graphene nanosheets / H.P. Mungse, N. Kumar, O.P. Khatri // RSC Advances. - 2015. - Vol. 5. - P. 25565-25571.

47. Gupta, B. Effective noncovalent functionalization of poly(ethylene glycol) to reduced graphene oxide nanosheets through y -radiolysis for enhanced lubrication / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, A.A. Melvin, S. Joshi,S. Dash, A. K. Tyagi // J. Phys. Chem. C. - 2016. - Vol.120. - P. 2139-2148.

48. Gupta, B. Energy efficient reduced graphene oxide additives: mechanism of effective lubrication and antiwear properties / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, S. Dash, A.K. Tyagi // Nature-Scientific Reports. - 2016. - Vol. 6. - P. 18372-18381.

49. Gupta, B. N. Kumar, K. Panda, V. Kanan, S. Joshi, I.V. Fisher / Role of oxygen functional groups in reduced graphene oxide for lubrication / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, V. Kanan, S. Joshi, I. V. Fisher // Nature-Scientific Reports. -2017. - Vol. 7. - P. 45030-45043.

50. Gusain, R. Covalently attached graphene-ionic liquids hybrid nanomaterials: synthesis, characterization and tribological application / R. Gusain, H.P. Mungse, N. Kumar, T.R. Ravindran, H. Sugimura, R. Pandian, O.P. Khatri // J. Mater. Chem. A. - 2016. Vol. 4. - P. 926-937.

51. Gupta, B. Lubrication properties of chemically aged reduced graphene-oxide additives / B. Gupta, N. Kumar, A.T. Kozakov, V.I. Kolesnikov, A.V. Sidashov, S. Dash // Surf. Interf. - 2017. - Vol. 7. - P. 6-13.

52. Sumant, A.V. Large area low temperature ultrananocrystalline diamond (UNCD) films and integration with CMOS devices for monolithically integrated diamond MEMS / NEMS-CMOS systems," in micro- and nanotechnology sensors, systems, and applications, eds. T. George, M. S. Islam, A. K. Dutta / A.V. Sumant, O. Auciello, H.-C. Yuan, Z. Ma, R.W. Carpick, D.C. Mancini // Proceedings of the SPIE - The International Society for Optical Engineering Proc SPIE. - 2009. - Vol. 17. - P. 7318171-7318178.

53. Butler, J.E. Developments in CVD-diamond synthesis during the past decade / J.E. Butler, H. Windischmann // MRS Bull. - 1998. - Vol. 23. - P. 22-27.

54. Dawnkaski, E.J. Time dependent Monte Carlo simulations of H reactions on the diamond (001}(2*1) surface under chemical vapor deposition conditions / E.J. Dawnkaski, D. Srivastava, B.J. Garrison //J. Chem. Phys. - 1995. - Vol. 102. - P. 9401-9413.

55. Sternberg, M. Carbon dimers on the diamond (100) surface: Growth and nucleation. M. Sternberg, P. Zapol, L.A. Curtiss // Phys. Rev. B. - 2003. - Vol. 68. -P. 205330-205338.

56. May, P.W. Microcrystalline, nanocrystalline, and ultrananocrystalline diamond chemical vapor deposition: Experiment and modeling of the factors controlling growth rate, nucleation, and crystal size / P.W. May, J.N. Harvey, J.A. Smith, Y.A. Mankelevich // J. Appl. Phys. - 2006. - Vol. 99. - P. 53115-53123.

57. Xiao, X. Low temperature growth of ultrananocrystalline diamond / X. Xiao, J. Birrell, J. Gerbi, O. Auciello, J.A. Carlisle // J. Appl. Phys. - 2004. - Vol. 96. - P. 2232-2239.

58. Birrell, J. Morphology and electronic structure of nitrogen-doped ultrananocrystalline diamond / J. Birrell, J.A. Carlisle, O. Auciello, D.M. Gruen, J.M. Gibson // Appl. Phys. Lett. - 2002. - Vol. 81. -P. 2235-2283.

59. Espinosa, H.D. Elasticity, strength, and toughness of single crystal silicon carbide, ultrananocrystalline diamond, and hydrogen-free tetrahedral amorphous carbon / H.D. Espinosa, B. Peng, B.C. Prorok, N. Moldovan, O. Auciello, J.A. Carlisle, D.M. Gruen, D.C. Mancini // J. Appl. Phys. - 2003. -Vol. 94. - P. 60766078.

60. Sumant, A.V. Towards the ultimate tribological interface: Surface chemistry and nanotribology of ultrananocrystalline diamond / A.V. Sumant, D.S. Grierson, J.E. Gerbi, J. Birrell, U.D. Lanke, O. Auciello, J.A. Carlisle, R.W. Carpick // Adv. Mater. - 2005. - Vol. 17. -P. 1039-1048.

241

61. Sumant, A.V. Surface chemistry and bonding configuration of ultrananocrystalline diamond surfaces and their effects on nanotribological properties / A.V. Sumant, D.S. Grierson, J.E. Gerbi, J. Carlisle, O. Auciello, R.W. Carpick // Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 76. - P. 235429-235439.

62. Konicek, A.R. Origin of ultralow friction and wear in ultrananocrystalline diamond / A.R. Konicek, D.S. Grierson, P.U.P.A. Gilbert, W.G. Sawyer, A.V. Sumant, R.W. Carpick // Phys. Rev. Lett. - 2008. - Vol. 100. - P. 35502-35502.

63. Erdemir, A. Friction and wear properties of smooth diamond films grown in fullerene + argon plasmas / A. Erdemir, C. Bindal, G.R. Fenske, C. Zuiker, A.R. Krauss, D.M. Gruen // Diamond Relat. Mater. - 1996. - Vol. 5. - P. 923-931.

64. Erdemir, A. Tribological properties of nanocrystalline diamond films / A. Erdemir, G.R. Fenske, A.R. Krauss, D.M. Gruen, T. McCauley, R.T. Csencsits // Surf. Coat. Technol. - 1999. - Vol. 120. - P. 565-572.

65. Kumar, N. Microstructure, chemical bonds, and friction propertiesof nanocrystalline diamond films deposited in two different plasma mediums / N. Kumar, A.T. Kozakov, S. Dash, A.K. Tyagi, I.N. Lin // Phys. Solid State. - 2013. -Vol. 55. - P. 2076-2087.

66. Silva, F. Formation of <110> texture during nanocrystalline diamond growth: an X-ray diffraction study / F. Silva, F. Benedic, P. Bruno, A. Gicquel // Diamond Relat. Mater. - 2005. - Vol. 14. - P. 398-403.

67. Sung-Pill, H. Synthesis and tribological characteristics of nanocrystalline diamond filmusing CH4/H2 microwave plasmas / H. Sung-Pill, H. Yoshikawa, K. Wazumi, Y. Koga // Diamond Relat. Mater. - 2002. - Vol. 11. - P. 877-881.

68. Birrell, J. Interpretation of the Raman spectra of ultrananocrystalline diamond / J. Birrell, J.E. Gerbi, O. Auciello, J.M. Gibson, J. Johnson, J.A. Carlisle // Diamond Relat. Mater. - 2005. - Vol. 14. - P. 86-92.

69. Ostrovskaya, L.Y. Chemical state and wettability of ion-irradiated diamond surfaces / L.Y. Ostrovskaya, A.P. Dementiev, I.I. Kulakova, V.G. Ralchenko // Diamond Relat. Mater. - 2005. - Vol. 14. - P. 486-490.

70. Azevedo, A.F. Surface characterization of NCD films as a function of sp2/sp3 carbon and oxygen content / A.F. Azevedo, J.T. Matsushima, F.C. Vicentin, M.R. Baldan, N.G. Ferreira // Appl. Surf. Sci. - 2009. - Vol. 255. - P. 6565-6570.

71. Xu, T. Characterization of nanocrystalline diamond films implantedwith nitrogen ions / T. Xu, S. Yang, J. Lu, Q. Xue, J. Li, W. Guo, Y. Sun // Diamond Relat. Mater. - 2001. - Vol. 10. - P. 1441-1447.

72. Li, X.D. Fracture mechanism of thin amorphous carbon films in nanoindentation / X.D. Li, D. Daio, B. Bhushan // Acta Mater. - 1997. - Vol. 45. - P. 4453-4461.

73. Malzbender, J. Measuring mechanical properties of coatings: a methodology applied to nano-particle-filled sol-gel coatings on glass / J. Malzbender, J.M.J. den Toonder, A.R. Balkenende // Mater. Sci. Eng. R. - 2002. - Vol. 36. - P. 47-103.

74. Golovin, U.I. Nanoindentation and mechanical properties of solid body in sub micro- volume, thin subsurface layer and films / U. I. Golovin // Phys. Solid State. - 2008. - Vol. 50. - P. 2113-2142.

75. Charitidis, C.A. Nanomechanical and nanotribological properties of carbon-based thin films: A review / C.A. Charitidis // Int. J. Refr Met. Hard Mater. - 2010. -Vol. 28. - P. 51-70.

76. Sirghi, L. Effect of capillary-condensed water on the dynamic friction force atnanoasperity contacts / L. Sirghi // Appl. Phys. Lett. - 2003. - Vol. 82. - P. 37553757.

77. Ma, X. A load dependent friction model for fully plastic contact conditions / X. Ma, M. Rooij, D. Schipper // Wear. - 2010. -269. - P. 790-796.

78. Mulvihill, D.M. An elastic-plastic asperity interaction model for sliding friction / D.M. Mulvihill, M.E. Kartal, D. Nowell, D.A. Hills // Tribol. Int. - 2011. -Vol. 44. - P. 1679-1694.

79. Zilibotti, G. Ab initio study on the surface chemistry and nanotribological properties of passivated diamond surfaces / G. Zilibotti, M.C. Righi, M. Ferrario // Phys. Rev. B. - 2009. - Vol. 79. -P. 75420-75430.

80. Qi, L. Tribological properties of undoped and boron-doped nanocrystalline diamond films / L. Qi, A. Stanishevsky, Y.K. Vohra // Thin Solid Films. -2008. -Vol. 517. - P. 800-804.

81. Sharma, N. Effect of CH4/H2 plasma ratio on ultra-low friction of nanocrystalline diamond coating deposited by MPECVD technique / N. Sharma, N. Kumar, B. Sundaravel, K. Panda, Wang David, M. Kamarrudin, S. Dash, B.K. Panigrahi, A.K. Tyagi, I-Nan Lin, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2011. - Vol. 44. - P. 980-986.

82. Watts, J.F. An introduction to surface analysis by XPS and AES / J.F. Watts, J. Wolstenholme // John Wiley & Sons Ltd, Chichester, West Sussecs, England. - 2003. - P. 212.

83. Castle, J.E. Practical surface analysis by Auger and X-Ray photoelectron spectroscopy / J.E. Castle // Ed. D. Briggs, M.P. Seach. John Wiley & Sons Ltd, Chichester. - 1983. - P. 533.

84. Нефедов, В.И. Рентгеноэлектронная спектроскопия химических соединений / В.И. Нефедов // Справочник. Химия, М.- 1984. - P. 256.

85. Buijnsters, J.G. Adhesion analysis of polycrystalline diamond films on molybdenum by means of scratch, indentation and sand abrasion testing / J.G. Buijnsters, P. Shankar, W.J.P. van Enckevort, J.J. Schermer, J.J. ter Meulen // Thin Solid Films. - 2005. - Vol. 474. - P. 186-196.

86. Erdemir, A. Tribology of diamond-like carbon films: recent progress and future prospects / A. Erdemir, A. Donnet. J. Phy. D: Appl. Phys. - 2006. -Vol. 39. -P. 311-327.

87. Konicek, A.R. Influence of surface passivation on the friction and wear behavior of ultrananocrystalline diamondand tetrahedral amorphous carbon thin films / A.R. Konicek, D.S. Grierson, A.V. Sumant, T.A. Friedmann, J.P. Sullivan, P.U.P.A. Gilbert, W.G. Sawyer, R.W. Carpick // Phys. Rev. B. - 2012. - Vol. 85. - P. 155448155459.

88. Wei, Q.P. The effects of temperature on nanocrystalline diamond films deposited on WC-13 wt.% Co substrate with W-C gradient layer / Q.P. Wei, Z.M. Yu, L. Ma, D.F. Yin, J. Yea // Appl. Surf. Sci. - 2009. - Vol. 256. - P. 1322-1328.

89. Pastewka, L. Anisotropic mechanical amorphization drives wear in diamond / L. Pastewka, S. Moser, P. Gumbsch, M. Moseler // Nature. Mater. - 2011. - Vol. 10. - P. 34-38.

90. Grillo, S.E. Diamond polishing: the dependency of friction and wear on load and crystal orientation / S.E. Grillo, J.E. Field, F.M. van Bouwelen // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2008. - Vol. 33. - P. 985-990.

91. Grillo, S.E. The friction of natural and CVD diamond / S.E. Grillo, J.E. Field // Wear. - 2003. - Vol. 254. - P. 945-949.

92. Qi, Y. Atmospheric effects on the adhesion and friction between non-hydrogenated diamond-like carbon (DLC) coating and aluminum - A first principles investigation / Y. Qi, E. Konca, A.T. Alpas // Surf. Sci. - 2006. - Vol. 600. - P. 29552965.

93. Sun, L. Transformation probability of graphite-diamond assisted by nonmetallic catalyst at high pressure and high temperature / L. Sun, Q. Wu, Y. Zhang, W. Wang // J. Mater. Res. - 1999. - Vol. 14. - P. 631-633.

94. Erdemir, A. Synthesis of diamondlike carbon films with superlow friction and wear properties / A. Erdemir, O.L. Eryilmaz, G. Fenske // J. Vac. Sci. Technol. -2000. - Vol. 1987. - P. 582459-582464.

95. Gao, G.T. The effects of film structure and surface hydrogen on the properties of amorphous carbon films / G.T. Gao, P.T. Mikulski, G.M. Chateauneuf, J.A. Harrison // J. Phys. Chem. B. - 2003. - Vol. 107. - P. 11082-11090.

96. Kumar, N. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond films in various test atmosphere / N. Kumar, N. Sharma, S. Dash, C. Popov, W. Kulisch, J.P. Reithmaier, G. Favaro, A.K. Tyagi, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2011 - Vol. 44. - P. 2040-12049.

97. Popov, C. Influence of the nucleation density on the structure and mechanical properties of ultrananocrystalline diamond films / C. Popov, G. Favaro, W. Kulisch, J.P. Reithmaier // Diamond Relat. Mater. - 2009. - Vol. 18. - P. 151154.

98. Kumar, N. Humidity-dependent friction mechanism in an ultrananocrystalline diamond film / N. Kumar, R. Radhika, A.T. Kozakov, K.J. Sankaran, S. Dash, A.K. Tyagi, N.H. Tai, I-Nan Lin // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2013. - Vol. 46 - P. 275501-275509.

99. Popov, C. Growth and characterization of nanocrystalline diamond/amorphous carbon composite films prepared by MWCVD / C. Popov, W. Kulisch, P.N. Gibson, G. Ceccone, M. Jelinek // Diamond Relat. Mater. - 2004. -Vol. 13. - P. 1371-1376.

100. Popov, C. Structural investigation of nanocrystalline diamond/amorphous carbon composite films / C. Popov, W. Kulisch, S. Boycheva, K. Yamamoto, G. Ceccone, Y. Koga // Diamond Relat. Mater. - 2004. - Vol. 13. - P. 2071-2075.

101. Kulisch, W. Hydrogen incorporation in ultrananocrystalline diamond/amorphous carbon films / W. Kulisch, T. Sasaki, F. Rossi, C. Popov, C. Sippel, D. Grambole // Phys. Stat. Sol. - 2008. - Vol. 2. - P. 77-79.

246

102. Kulisch, W. Investigation of the nucleation and growth mechanisms of nanocrystalline diamond/amorphous carbon nanocomposite films / W. Kulisch, C. Popov, H. Rauscher, L. Sirghi, T. Sasaki, S. Bliznakov, F. Rossi // Diamond Relat. Mater. - 2008. - Vol. 17. - P. 1116-11121.

103. Kulisch, W. UNCD/a-C nanocomposite films for biotechnological applications / W. Kulisch, C. Popov, D. Gilliland, G. Ceccone, J.P. Reithmaier, F. Rossi // Surf. Coat. Technol. - 2011. - Vol. 206. - P. 667-675.

104. Kulisch, W. Surface properties of differently prepared ultrananocrystalline diamond surfaces / W. Kulisch, C. Popov, D. Gilliland, G. Ceccone, A. Ruiz, F. Rossi // Diamond Relat. Mater. - 2009. - Vol. 18. - P. 745-749.

105. Feodor, M.B. Modeling effects of gas adsorption and removal on friction during sliding along diamond-like carbon films / M.B. Feodor, M.K. Leon // Thin Solid Films. - 2005. - Vol. 476. - P. 108-17.

106. Skokov, S. Theoretical study of oxygenated (100) diamond surfaces in the presence of hydrogen / S. Skokov, B. Weiner, M. Frenklach // Phys. Rev. B. - 1997. -Vol. 55. - P. 1895-1902.

107. Long, R. Characterization of diamond (1 0 0) surface with oxygen termination / R. Long, Y. Dai, M. Guo // Appl. Surf. Sci. - 2008. - Vol. 254. - P. 2851-2855.

108. Rani, R. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond films in inert and reactive tribo-atmospheres: XPS depth-resolved chemical analysis / R. Rani, K. Panda, N. Kumar, K.J. Sankaran, K. Ganesan, I-Nan Lin // J. Phys. Chem. C. -2018. - Vol. 122. - P. 8602-8613.

109. Panda, K. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond and diamond nanorod films / K. Panda, N. Kumar, K.J. Sankaran, B.K. Panigrahi, S. Dash, H-C Chen, I-Nan Lin, N-H Tai, A.K. Tyagi // Surf. Coat. Technol. - 2012. -Vol. 207. - P. 535-545.

110. Ma, K.L. Electrical properties of nitrogen incorporated nanocrystalline diamond films/ K.L. Ma, W.J. Zhang, Y.S. Zou, Y.M. Chong, K.M. Leung, I. Bello, S.T. Lee // Diamond Relat. Mater. - 2006. - Vol. 15. - P. 626-630.

111. Li, J.J. Compositional and structural modifications of amorphous carbon nitride films induced by thermal annealing / W.T. Zheng, H.H. Wu, L. Sun, G.G. Gu, H.J. Bian, X.Y. Lu, Z.S. Jin // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2003. - Vol. 36. - P. 20012005.

112. Panda, K. Microstructure and friction behaviour in nanocrystalline diamond films / K. Panda, N. Kumar, S.R. Polaki, B.K. Panigrahi, S. Dash, A.K. Tyagi, I-Nan Li // Phil. Mag. - 2015. - Vol. 95. - P. 886-905.

113. Polaki, S.R. Interpretation of friction and wear in DLC film: role of surface chemistry and test environment / S. R. Polaki, N. Kumar, K. Madapu, K. Ganesan, N.G. Krishna, S.K. Srivastava, S. Abhaya, M. Kamruddin, S. Dash, A.K. Tyagi // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2016. - Vol. 49. - P. 445302-445314.

114. Askari, S.J. Adherent and low friction nano-crystalline diamond film grown on titanium using microwave CVD plasma / S.J. Askari, G.C. Chen, F. Akhtar, F.X. Lu // Diamond Relat. Mater. - 2008. - Vol. 17. - P. 294-299.

115. Grillo, S.E. The friction of CVD diamond at high Hertzian stresses: the effect of load, environment and sliding velocity / S.E. Grillo, J.E. Field // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2000. - Vol. 33. - P. 595-602.

116. Gardos, M.N. Tribological fundamentals of polycrystalline diamond films / M.N. Gardos // Surf. Coat. Technol. - 1999. - Vol. 113. - P. 183-200.

117. Sharma, N. Tribological properties of ultra nanocrystalline diamond film-effect of sliding counterbodies / N. Sharma, N. Kumar, S. Dhara, S. Dash, Ashok Bahugun, M. Kamruddin, A.K. Tyagi, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2012. - Vol. 53. -P. 167-178.

118. Ristein, J. A comparative analysis of a-C:H by IR-spectroscopy and mass selected thermal effusion / J. Ristein, R.T. Stief, W. Beyer, L. Ley // J. Appl. Phys. -1998. - Vol. 84. - P. 3836-3847.

119. Gilkes, K.W.R. Direct quantitative detection of the sp3 bonding in diamond-like carbon films using ultraviolet and visible Raman spectroscop / K.W.R. Gilkes, S. Prawer, K.W. Nugent, J. Robertson, H.S. Sands, Y. Lifshitz, X. Shi // J. Appl. Phys. - 2000. - Vol. 87. - P. 7283-7289.

120. Ferrari, A.C. Determination of bonding in diamond-like carbon by Raman spectroscopy / A.C. Ferrari // Diamond Relat. Mater. - 2002. - Vol. 11. - P. 10531061.

121. Chen, Z.Y. Observation of sp3 bonding in tetrahedral amorphous carbon using visible Raman spectroscopy / Z.Y. Chen, J.P. Zhao, T. Yano, T. Ooie, M. Yoneda, J. Sakakibara // J. Appl. Phys. - 2000. Vol. 88. - P. 2305-2308.

122. Rani, R. Superlubrication properties of ultra-nanocrystalline diamond film sliding against the zirconia ball / R. Rani, N. Kumar, A.T. Kozakov, A.K. Googlev, K.J. Sankaran, Pankaj Kr. Das, S. Dash, A.K. Tyagi, I-Nan Lin // RSC Advances. -2015. - Vol. 5. - P. 100663-100673.

123. Rani, R. Tribofilm formation in ultrananocrystalline diamond film / R. Rani, K.J. Sankaran, Kalpataru Panda, N. Kumar, K. Ganesan, S. Chakravarty, I-Nan Lin // Diamond Relat. Mater. - 2017. - Vol. 78. - P. 12-23.

124. Zhang, M. A novel negative thermal expansion material of Zr0.70V1.33Mo0.67O6.73 / M. Zhang, Y. Mao, J. Guo, W. Zhou, M. Chao, N. Zhang, M. Yang, X. Kong, X. Kong, E. Liang // RSC Adv. - 2017. - Vol. 7 - P. 3934-3940.

125. Bradley, R.H. Surface studies of hydroxylated multi-wall carbon nanotube / R.H. Bradley, K. Cassity, R. Andrews, M. Meier, S. Osbeck, A. Andreu, C. Johnston, A. Crossley // Appl. Surf. Sci. - 2012. - Vol. 258. - P. 4835-4843.

126. Popescu, A.C. The role of ambient gas and pressure on the structuring of hard diamond-like carbon films synthesized by pulsed laser deposition / A.C.

249

Popescu, G.E. Stan, L. Duta, C. Nita, C. Popescu, V.A. Surdu, M.A. Husanu, B. Bita, R. Ghisleni, C. Himcinschi, V. Craciun // Materials. - 2015. - Vol. 8. - P. 3284-3305.

127. Rani, R. Tribo-environment dependent chemical modification of sliding interfaces in ultrananocrystalline diamond nanowall film: a correlation with friction and wear / R. Rani, K. Panda, N. Kumar, K. J. Sankaran, R. Pandian, Mateusz Ficek, Robert Bogdanowicz, Ken Haenen, I-Nan Lin // J. Phys. Chem. C. - 2018. - Vol. 122. - P. 945-956.

128. Galeener, F.L. Raman studies of the thermal oxide of silicon / F.L. Galeener, J.C. Jr. Mikkelsen // Solid State Commun. - 1981. - Vol. 37. - P. 719-723.

129. Martin, H.P. Submicro structure of silicon carbide derived from poly(methylchlorosilane) / H.P. Martin, G. Irmer, E. Muller // J. Europ. Cer. Soci. -1997. - Vol. 18. - P. 193-199.

130. Monika, W. Raman spectra of silicon carbide small particles and nanowires / W. Monika, W. Yuejian, T.W. Zerda // J. Phys.: Condens. Matter. - 2005. - Vol. 17. - P. 2387-2395.

131. Misra, A. Thin film of aluminum oxide through pulsed laser deposition: a micro-Raman study / A. Misra, H.D. Bist, M.S. Navati, R.K. Thareja, J. Narayan // Mater. Sci. Eng. B. - 2001. - Vol. 79. - P. 49-54.

132. Otto, K. Identification of dispersed platinum on y-alumina by laser Raman spectroscopy // K. Otto, W.H. Weber, G.W. Graham, J.Z. Shyu // Appl. Sur. Sci. -1889. - Vol. 37. - P. 250-257.

133. Cava, S. Structural characterization of phase transition of AhO3 nanopowders obtained by polymeric precursor method / S. Cava, S.M. Tebcherani, I.A. Souza, S.A. Pianaro, C.A. Paskocimas, E. Longo, J.A. Varela // Mater. Chem. Phys. - 2007. - Vol. 103. - P. 394-399.

134. Data base of Raman spectra. http://rruff.info/.

135. Samyn, P. Friction, wear and material transfer of sintered polyimides sliding against various steel and diamond-like carbon coated surfaces / P. Samyn, G. Schoukens, J. Quintelier, P.D. Baets // Tribol. Int. - 2006. - Vol. 39. - P. 575-589.

136. Grierson, D.S. Nanotribology of carbon-based materials / D.S. Grierson, R.W. Carpick // Nanotoday. - 2007. - Vol. 2. - P. 12-21.

137. Bogli, U. Tribological properties of smooth polycrystalline diamond films / U. Bogli, A. Blatter, S.M. Pimenov, E.D. Obraztsova, A.A. Smolin, M. Maillat, A. Leijala, J. Burger, H.E. Hintermann, E.N. Loubnin // Diamond Relat. Mater. - 1995. -Vol. 4. - P. 1009-1019.

138. Klaffke, D. Tribological characterisation of a-C:H coatings at room temperature: effect of counterbody material / D. Klaffke, J. Brand, C. Brand, R. Wittorf // Tribotest J. - 2005. - Vol. 21. - P. 213-232.

139. Ferrari, A.C. Determination of bonding in diamond-like carbon by Raman spectroscopy / A.C. Ferrari // Diamond Relat. Mater. - 2002. - Vol. 11. - P. 10531061.

140. Hongxuan, L. Tribochemical effects on the friction and wear behaviors of a-C:H and a-C films in different environment / L. Hongxuan, X. Tao, W. Chengbing, C. Jianmin, Z. Huidi, L. Huiwen // Tribol. Inter. - 2007. - Vol. 40. - P. 132-138.

141. Slawomir, K. Spontaneous decrease of high surface electrical conductivity in diamond exposed to atmospheric air / K. Slawomir, P. Jaromir, R. Franciszek // Chem. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 391. - P. 56-59.

142. Nakayama, K. Triboemission of electrons, ions, and photons from diamondlike carbon films and generation of tribomicroplasma / K. Nakayama // Surf. Coat. Technol. - 2004. - Vol. 188-189. - P. 599-604.

143. Krauss, A.R. Ultrananocrystalline diamond thin films for MEMS moving mechanical assembly devices / A.R. Krauss, O. Auciello, D.M. Gruen, A. Jayatissa, A. Sumant, J. Tucek, D.C. Mancini, N. Moldovan, A. Erdemir, D.M. Ersoy, N.

Gardos, H.G. Busmann, E.M. Meyer, M.Q. Ding // Diamond Relat. Mater. - 2001. -Vol. 10. - P. 1952-1961.

144. Prawer, S. Ion-beam-induced transformation of diamond / S. Prawer, R. Kalish // Phys. Rev. B. - 1995. - Vol. 51. - P. 15711-1522.

145. Khurshudov, A. Tribological and mechanical properties of carbon nitride thin coating prepared by ion-beam-assisted deposition / A. Khurshudov, K. Kato, D. Sawada // Tribol. Lett. - 1996. - Vol. 2. P. 13-21.

146. Panda, K. Effect of N+ ion implantation on micro/nanotribological properties of nanocrystalline diamond films/ K. Panda, N. Kumar, B.K. Panigrahi, S.R. Polaki, S. Dash, A.K. Tyagi, I-Nan // Tribol. Int. - 2013. - Vol. 57. P. 184-194.

147. Pradhan, D. Grain-size-dependent diamond-nondiamond composite films: characterization and field-emission properties / D. Pradhan, L. I-Nan // ACS Appl. Mater. Inter. -2009. - Vol. 7. - P. 1444-14450.

148. Fischer-Cripps, A.C. Nanoindentation, Mechanical Engineering Series / A.C. Fischer-Cripps // Springer-Verlag, Berlin - 2002. - P. 136.

149. Tuinstra, F. Raman spectrum of graphite / F. Tuinstra, J.L. Koenig // J. Chem. Phys. - 1970. - Vol. 53. - P. 1126-1130.

150. Paterson, J.M. Energy dependent structure changes in ion beam deposited a-C:H / J.M. Paterson // Diamond Relat. Mater. - 1996. - Vol. 5. - P. 1407-1413.

151. Arenal, R. Clustering of aromatic rings in near-frictionless hydrogenated amorphous carbon films probed using multiwavelength Raman spectroscopy / R. Arenal, A.C.Y. Liu // Appl. Phys. Lett. - 2007. - Vol. 91. - P. 211903-211905.

152. Woehrl, N. Influence of hydrogen on the residual stress in nanocrystalline diamond films / N. Woehrl, V. Buck // Diamond Relat. Mater. - 2007. - Vol. 16. - P. 748-752.

153. Al-Riyami, S. X-ray photoemission spectroscopy of nitrogen-doped UNCD/a-C:H films prepared by pulsed laser deposition / S. Al-Riyami, S. Ohmagari, T. Yoshitake // Diamond Relat. Mater. - 2010. - Vol. 19. - P. 510-513.

252

154. Panda, K. Tribological properties of N+ ion implanted ultrananocrystalline diamond films / K. Panda, N. Kumar, B.K. Panigrahi, S.R. Polaki, B. Sundaravel, S. Dash, A.K. Tyagi, I-Nan Lin // Tribol. Int. - 2013. - Vol. 57. - P. 124-136.

155. Panda, K. Structural and electronic properties of nitrogen ion implanted ultra nanocrystalline diamond surfaces / K. Panda, B. Sundaravel, B.K. Panigrahi, P. Magudapathy, D.N. Krishna, K.G.M. Nair, H.C. Chen, Lin I-Nan // J. Appl. Phys. -2011. - Vol. 110. - P. 44304-44312.

156. Ostrovskaya, L. Wettability of nanocrystalline diamond films / L. Ostrovskaya, V. Perevertailo, V. Ralchenko, A. Saveliev, V. Zhuravlev // Diamond Relat. Mater. - 2007. - Vol. 16. - P. 2109-2113.

157. Azevedo, A.F. Surface characterization of NCD films as a function of sp2/sp3 carbon and oxygen content / A.F. Azevedo, J.T. Matsushima, F.C. Vicentin, M.R. Baldan, N.G. Ferreira // Appl. Surf. Sci. - 2009. - Vol. 255. - P. 6565-6570.

158. Ferrari, A.C. Elastic constants of tetrahedral amorphous carbon films by surface Brillouin scattering / A.C. Ferrari, J. Robertson, R. Pastorelli, M.G. Beghi, C.E. Bottani // Appl. Phys. Lett. - 1999. - Vol. 75. - P. 1893-1895.

159. Amekura, H. Effects of high-fluence ion implantation on colorless diamond self-standing films / H. Amekura, N. Kishimoto // J. Appl. Phys. - 2008. Vol. 104. - P. 63509-63515.

160. Djemia, P. Mechanical properties of diamond films: A comparative study of polycrystalline and smooth fine-grained diamonds by Brillouin light scattering / P. Djemia, C. Dugautier, T. Chauveau // J. Appl. Phys. - 2001. - Vol. 90. - P. 37713779.

161. Yen, B.K. Origin of low-friction behavior in graphite investigated by surface x-ray diffraction / B.K. Yen, B.E. Schwickert, M.F. Toney // Appl. Phys. Lett. - 2004. - Vol. 84. - P. 4702-4704.

162. Sankaran, K.J. Improvement in tribological properties by modification of grain boundary and microstructure of ultrananocrystalline diamond films / K.J.

253

Sankaran, N. Kumar, J. Kurian, R. Ramadoss, H.C. Chen, S. Dash, A.K. Tyagi, C.Y. Lee, N.H. Tai, I.N. Lin // ACS Appl. Mater. Interf. - 2013. - Vol. 5. - P. 3614-3624.

163. Liu, C.Y. Clustering in a highly hydrogenated diamond like carbon determined using fluctuation electron microscopy and phenomenological atomistic simulations / C.Y. Liu, R. Arenal, X. Chen //Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 76. - P. 121401-121405.

164. Liu, C.Y. Structural order in near-frictionless hydrogenated diamondlike carbon films probed at three length scales via transmission electron microscopy / C.Y. Liu, R. Arenal, D.J. Miller, X. Chen, J.A. Johnson, O.L. Eryilmaz, A. Erdemir, J.B. Woodford // Phys. Rev. B. - 2007. - Vol. 75. - P. 205402-205414.

165. Radhika, R. Role of transferlayer on tribological properties of nanocrystalline diamond nanowire film sliding against alumina allotropes / R. Radhika, N. Kumar, A.T. Kozakov, K.J. Sankaran, S. Dash, A.K. Tyagi, N-H Tai, I.N. Lin // Diamond Relat. Mater. - 2014. - Vol. 48. - P. 6-18.

166. Fayette, L. Local order in CVD diamond films: Comparative Raman, X-ray-diffraction, and x-ray-absorption near-edge studies / L. Fayette, B. Marcus, M. Mermoux, G. Tourillon, K. Laffon, P. Parent, F.L. Normand // Phys. Rev. B. - 1998.

- Vol. 57. - P. 14123-14132.

167. Pharr, G.M. Hardness, elastic modulus, and structure of very hard carbon films produced by cathodic-arc deposition with substrate pulse biasing / G.M. Pharr, D.L. Callahan, S.D. McAdams, T.Y. Tsui, S. Anders, A. Anders, J.W. Ager III, I.G. Brown, C.S. Bhatia, S.R.P. Silva, J. Robertson // Appl. Phys. Lett. - 1996. - Vol. 68.

- P. 779-781.

168. Wang, D.F. Mechanical characterization and tribological evaluation of ion-beam assisted sputter coatings of carbon with nitrogen incorporation / D.F. Wang, K. Kato, N. Umehara // Surf. Coat. Technol. - 2000. - Vol. 123. - P. 177-184.

169. Ji, L. Effects of environmental molecular characteristics and gas-surface interaction on friction behaviour of diamond-like carbon films / L. Ji, H. Li, F. Zhao, W. Quan, J. Chen, H. Zhou // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2009. - Vol. 42. - P. 135301135306.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА Статьи в периодических изданиях

A1. Kumar, N. Improvement of lubricant properties of 10W40 oil using graphene oxide additives / N. Kumar, A.T. Kozakov, V.I. Kolesnikov, A.V. Sidashov // Friction and Wear. - 2017. - Vol. 38. - P. 411-417.

A2. Gupta, B. N. Role of oxygen functional groups in reduced graphene oxide for lubrication / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, V. Kanan, S. Joshi, I.V. Fisher // Nature-Scientific Reports. - 2017. - Vol. 7. - P. 45030-45043.

A3. Gupta, B. Lubrication properties of chemically aged reduced graphene-oxide additives / B. Gupta, N. Kumar, A.T. Kozakov, V.I. Kolesnikov, A.V. Sidashov, S. Dash // Surf. Interf. - 2017. - Vol. 7. - P. 6-13.

A4. Gupta, B. Molecular-pillar-supported functionalized reduced graphene-oxide for energy efficient lubrication / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, A.A. Melvin, S. Joshi, S. Dash // Advanced Materials Interfaces. - 2016. - Vol. 3. - P. 16001611600169.

A5. Gupta, B. Effective noncovalent functionalization of poly(ethylene glycol) to reduced graphene oxide nanosheets through y -radiolysis for enhanced lubrication / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, A.A. Melvin, S. Joshi,S. Dash, A.K. Tyagi// J. Phys. Chem. C. - 2016. - Vol. 120. - P. 2139-2148.

A6. Gupta, B. Energy efficient reduced graphene oxide additives: mechanism of effective lubrication and antiwear properties / B. Gupta, N. Kumar, K. Panda, S. Dash, A.K. Tyagi // Nature-Scientific Reports. - 2016. - Vol. 6. - P. 18372-18381.

A7. Gusain, R. Covalently attached graphene-ionic liquids hybrid nanomaterials: synthesis, characterization and tribological application / R. Gusain, H.P. Mungse, N. Kumar, T.R. Ravindran, H. Sugimura, R. Pandian, O.P Khatri // J. Mater. Chem. A. - 2016. Vol. 4. - P. 926-937.

A8. Kumar, N. Friction anisotropy in boronated graphite / N. Kumar, R. Radhika, A.T. Kozakov, R. Pandian, S. Chakravarty, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Appl. Surf. Sci. - 2015. - Vol. 324. - P. 443-454.

A9. Kumar, N. Load dependent friction coefficient of crystalline graphite and anomalous behavior of wear dimension / N. Kumar, A.T. Kozakov, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Tribol. Int. - 2015. - Vol. 88. - P. 280-289.

A10. Kumar, N. Anisotrpic friction behaviour of charcoal and the influence of humidity / N. Kumar, R. Radhika, S. Chakravarty, R. Pandian, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Tribol. Int. - 2015. - Vol. 84. - P. 110-117.

A11. Gupta, B. Chemically grafted graphite nanosheets dispersed in poly(ethylene-glycol) by y-radiolysis for enhanced lubrication / B. Gupta, K. Panda, N. Kumar, A.A. Melvin, S. Dash, A.K. Tyagi // RSC Advances. - 2015. - Vol. 5. - P. 53766-53775.

A12. Mungse, H.P. Synthesis, dispersion and lubrication potential of basal plane functionalized alkylated graphene nanosheets / H.P. Mungse, N. Kumar, O.P. Khatri // RSC Advances. - 2015. - Vol. 5. - P. 25565-25571.

A13. Panda, K. Microstructure and friction behaviour in nanocrystalline diamond films / K. Panda, N. Kumar, S.R. Polaki, B.K. Panigrahi, S. Dash, A.K. Tyagi, I.N. Lin // Phil. Mag. - 2015. - Vol. 95. - P. 886-905.

A14. Rani, R. Superlubrication properties of ultrananocrystalline diamond film sliding against the zirconia ball / R. Rani, N. Kumar, A.T. Kozakov, A.K. Googlev, K.J. Sankaran, P.K. Das, S. Dash, A.K. Tyagi, I.N. Lin // RSC Advances. - 2015. -Vol. 5. - P. 100663-100673.

A15. Radhika, R. Structural transformation and friction behavior in turbostratic graphite sliding against Si3N4, SiC and Al2O3 balls / R. Radhika, N. Kumar, R. Pandian, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // Surf. Coat. Technol. - 2014. - Vol. 253. - P. 300-306.

A16. Radhika, R. Role of transferlayer on tribological properties of nanocrystalline diamond nanowire film sliding against alumina allotropes / R. Radhika, N. Kumar, A.T. Kozakov, K.J. Sankaran, S. Dash, A.K. Tyagi, N.H. Tai, I.N. Lin // Diamond Relat. Mater. - 2014. - Vol. 48. - P. 6-18.

A17. Kumar, N. High temperature phase transformation and low friction behavior in highly disordered turbostratic graphite / N. Kumar, T.R. Ravindran, S. Dash, A.K. Tyagi // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2013. - Vol. 46. - P. 395305-395314.

A18. Kumar, N. Microstructure, chemical bonds, and friction properties of nanocrystalline diamond films deposited in two different plasma mediums / N. Kumar, A.T. Kozakov, S. Dash, A.K. Tyagi, I.N. Lin // Phys. Solid State. - 2013. -Vol. 55. - P. 2076-2087.

A19. Kumar, N. Humidity-dependent friction mechanism in an ultrananocrystalline diamond film / N. Kumar, R. Radhika, A.T. Kozakov, K.J. Sankaran, S. Dash, A.K. Tyagi, N.H. Tai, I-Nan Lin // J. Phys. D: Appl. Phys. - 2013. - Vol. 46 - P. 275501-275509.

A20. Panda, K. Effect of N+ ion implantation on micro/nanotribological properties of nanocrystalline diamond films/ K. Panda, N. Kumar, B.K. Panigrahi, S.R. Polaki, S. Dash, A.K. Tyagi, I.N. Lin // Tribol. Int. - 2013. - Vol. 57. P. 184194.

A21. Panda, K. Tribological properties of N+ ion implanted ultrananocrystalline diamond films / K. Panda, N. Kumar, B.K. Panigrahi, S.R. Polaki, B. Sundaravel, S. Dash, A.K. Tyagi, I.N. Lin // Tribol. Int. - 2013. - Vol. 57. - P. 124-136.

A22. Sankaran, K.J. Improvement in tribological properties by modification of grain boundary and microstructure of ultrananocrystalline diamond films / K. J. Sankaran, N. Kumar, J. Kurian, R. Ramadoss, H.C. Chen, S. Dash, A.K. Tyagi, C.Y. Lee, N.H. Tai, I.N. Lin // ACS Appl. Mater. Interf. - 2013. - Vol. 5. - P. 3614-3624.

A23. Kumar, N. Tribological properties of nanocrystalline diamond films deposited by hot filament chemical vapor deposition / N. Kumar, K. Panda, S. Dash,

258

C. Popov, J.P. Reithmaier, B.K. Panigrahi, A.K. Tyagi, Baldev Raj // AIP Advances. - 2012. - Vol. 2 - P. 232164-232177.

A24. Panda, K. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond and diamond nanorod films / K. Panda, N. Kumar, K.J. Sankaran, B.K. Panigrahi, S. Dash, H.C. Chen, I.N. Lin, N.H. Tai, A.K. Tyagi // Surf. Coat. Technol. - 2012. -Vol. 207. - P. 535-545.

A25. Sharma, N. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond film-effect of sliding counterbodies / N. Sharma, N. Kumar, S. Dhar, S. Dash, Ashok Bahugun, M. Kamruddin, A.K. Tyagi, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2012. - Vol. 53. -P. 167-178.

A26. Kumar, N. Super low to high friction of turbostratic graphite under various atmospheric test conditions / N. Kumar, S. Dash, A.K. Tyagi, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2011. - Vol. 44. - P. 1969-1978.

A27. Sharma, N. Effect of CH4/H2 plasma ratio on ultra-low friction of nano-crystalline diamond coating deposited by MPECVD technique / N. Sharma, N. Kumar, B. Sundaravel, K. Panda, W. David, M. Kamarrudin, S. Dash, B.K. Panigrahi, A.K. Tyagi, I.N. Lin, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2011. - Vol. 44. - P. 980986.

A28. Kumar, N. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond films in various test atmosphere / N. Kumar, N. Sharma, S. Dash, C. Popov, W. Kulisch, J.P. Reithmaier, G. Favaro, A.K. Tyagi, Baldev Raj // Tribol. Int. - 2011 - Vol. 44. -P. 2040-12049.

Статьи и тезисы докладов на конференциях

A29. Kumar, N. Stress dependent chemical changes in wear track of ultrananocrystalline diamond films / N. Kumar, R. Radhika, S. Dash, A.K. Tyagi // International Nanotribology Forum, Kochi, Kerala, 6-10 January - 2014. P. - 88.

A30. Kumar, N. Grain size dependent tribological properties in nanocrystalline diamond films / N. Kumar // Advanced Characterization Techniques for Nanoengineered Materials (ACTEN), Sathyabama University, Chennai, India, 2014.

A31. Kumar, N. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond films / N. Kumar, R. Radhika // International Nanotribology Forum, 6-10 January. - 2014, Kochi, Kerala, India.

A32. Radhika, R. Surface chemistry and friction behavior of ultrananocrystalline diamond film / R. Radhika, N. Kumar, S. Dash, D. Arivuoli, A.K. Tyagi // Conference on friction and energy dissipation in man-made and biological systems, 4-8 October. - 2014, ICTP, Italy.

A33. Kumar, N. Tribological properties of ultrananocrystalline diamond films / N. Kumar // National Conference on Challenges in Biomaterials Research, 23-24 December. - 2013, VIT University, Vellore, India.

A34. Sharma, N. Nanotribology of ultrananocrystalline thin films / N. Sharma, N. Kumar, S. Dash, A. K. Tyagi // ICONSAT, India - 2012.

A35. Sharma, N. Velocity dependence of coefficient of friction of diamond like carbon coatings / N. Sharma, N. Kumar, S. Dash, A.K. Tyagi // AIP Conf. Proc.-2012 - Vol. 1447. - P. 651.

A36. Panda, K. An easy route to make superhydrophobic surface / K. Panda, N. Kumar, S.R. Polaki, B.K. Panigrahi // AIP Conf. Proc.- 2012 - Vol. 1447. - P. 767.

A37. Sharma, N. Load dependent tribological properties of diamond like carbon coatings / N. Sharma, N. Kumar, S. Dash and A.K. Tyagi // ICONSET, India - 2011 - P. 157-158.