Синтез поликристаллических алмазных пленок с помощью лазерного плазмотрона тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат физико-математических наук Большаков, Андрей Петрович

• Большаков, Андрей Петрович
• кандидат физико-математических наук
• 2006

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Большаков, Андрей Петрович

Введение.

Глава 1. Свойства, применения и методы синтеза алмазов и поликристаллических алмазных пленок. Непрерывный оптический разряд. Обзор литературы.

1.1. Свойства и основные области применения алмазов.

1.2. Основные виды газофазных методов сиитеза.

1.3. Непрерывный оптический разряд.

1.3.1. Оптический пробой.

1.3.2. Непрерывный оптический разряд.

1.3.3. Лазерный плазмотрон.

1.4. Выводы.

Глава 2. Экспериментальная установка. Различные схемы реализации лазерно-плазменного реактора.

2.1. Лазер.

2.2. Плазмохимический реактор.

2.2.1. Плазмохимический реактор атмосферного давления.

2.2.1.1. Фокусатор.

2.2.1.2. Сопловой блок.

2.2.1.3. Реакционная камера и подложкодержатель.

2.2.2. Реактор атмосферного давления с дополнительным электродуговым разрядом.

2.2.3. Камера высокого давления.

2.2.3.1. Лазерный плазмотрон.

2.2.3.2. Модификация камеры со сферическим зеркалом.

2.3. Выводы.

Глава 3. Исследование свойств плазмы непрерывного оптического разряда.

3.1. Схема экспериментов.

3.2. Исследование областей существования лазерной плазмы.

3.2.1. Пороги поддержания лазерной плазмы в чистом Хе и Аг.

3.2.2. Влияние скорости газового потока и ориентации лазерного луча на пороги поддержания плазмы НОР.

3.2.3. Влияние концентрации активных газов на пороги поддержания плазмы НОР.

3.2.4 Влияние дополнительного электрического разряда на стабильность лазерной плазмы.

3.2.5 Зависимость порогов поддержания лазерной плазмы от давления.

3.3. Измерения пропускания плазмы НОР.

3.4. Вывод.

Глава 4. Синтез поликристаллических алмазных пленок.

4.1. Описание экспериментальной методики и методов исследования полученных образцов.

4.1.1. Методика синтеза.

4.1.2. Методы исследования полученных образцов.

4.2. Синтез пленок при атмосферном давлении в смесях Хе/СН^Нг.

4.2.1. Морфология.

4.2.2. Влияние геометрических факторов.

4.2.3. Химический состав газовой смеси и температура подложки.

4.3. Получение пленок при повышенных давлениях (Р>105 Па) в аргоновой плазме.

4.3.1. Синтез пленок в Аг/ Н2/СН4 газовых смесях.

4.3.2. Эмиссионно-спектроскопические исследования лазерной плазмы.

4.3.3. Синтез пленок в Ar/H2/(CH4 + СО2) газовых смесях.

4.3.4. Выводы.

Глава 5. Лазерный плазмотрон для бескамерного синтеза алмазных пленок.

5.1. Лазерная установка.

5.2. Система транспортировки излучения и расчет фокусирующей линзы.

5.3. Лазерный плазмотрон для бескамерного синтеза.

5.3.1. Различные схемы реализации газодинамической защиты зоны осаждения.

5.3.2. Стабилизация температуры образцов в процессе синтеза пленок.

5.4. Осаждение алмазных пленок в открытой атмосфере (стационарный режим).

5.5. Синтез алмазных пленок при сканировании подложки относительно плазменной струи.

5.6. Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Синтез поликристаллических алмазных пленок с помощью лазерного плазмотрона»

Разработка новых высокопродуктивных технологий синтеза перспективных материалов - одно из наиболее быстроразвивающихся направлений современной науки и техники. К таким материалам, безусловно, относится синтетический алмаз, обладающий комбинацией уникальных механических, теплофизических, оптических, электрических, трибологических и химических свойств.

Природный алмаз, добываемый в различных странах мира, в том числе и в России, дорог и сильно ограничен в размерах. Физико-химические характеристики природных кристаллов существенно зависят от места добычи и определяются наличием примесей и дефектов, спектр которых чрезвычайно разнообразен даже в пределах одного месторождения. Это значительно ограничивает их применение в различных областях техники и требует тщательного отбора природного материала. В связи с этим возникла проблема синтеза искусственного алмаза.

За почти 50 лет с момента получения первых синтетических алмазов, выращенных из графита методом высоких температур и давлений [1], были разработаны различные технологии получения этого материала как в виде порошков и отдельных кристаллов, так и в виде поликристаллических пленок и свободных от подложки слоев и пластин. Синтез поликристаллических пленок и пластин, существенно расширяющих область применения искусственных алмазов, стал возможен с открытием принципиально нового метода -химического газофазного осаждения (в английской литературе - Chemical Vapor Deposition -CVD), не требующего столь высоких давлений и температур [2,3]. Суть этого подхода заключается в нагреве углеводородной газовой смеси, например, метан-водородной, до температуры активации, при которой образуются необходимые для роста частицы (радикалы, ионы, кластеры), участвующие затем в химических реакциях на поверхности подложки с образованием алмаза. Такой процесс, как правило, реализуется в сильно разреженной газовой атмосфере, при этом скорость роста, как отдельных кристаллов, так и сплошной пленки зависит от температуры газовой смеси (с ростом температуры скорость возрастает). В первых экспериментах газовую смесь пропускали через ряд раскаленных до 2000 °С вольфрамовых проволок, вблизи которых располагалась подогретая подложка. Скорость роста этого метода, получившего название "метод горячей нити", составляла 0,01-1 микрон в час. Позднее, в качестве способа разогрева и активации газовых смесей, стали применять плазму различных типов электрических разрядов: тлеющего, дугового и т.п., а также использовали химическую энергию горения ацетилена в кислороде (пламя ацетиленовой горелки). В последнее десятилетие большое распространение получили газофазные методы осаждения алмазных пленок и слоев на основе ВЧ и СВЧ разрядов [4].

Несмотря на разнообразие и усовершенствование вышеупомянутых газофазных методов, скорости роста алмазного осадка для большинства из них до сих пор остаются довольно низкими (0,1-10 мкм в час), что делает промышленное производство этого ценного синтетического материала более дорогостоящим по сравнению с себестоимостью добычи природного алмаза. Толчком в сторону существенного увеличения скоростей роста алмазной пленки явилось применение плазмотронной техники. Принцип работы плазмотрона основан на пропускании газового потока через электрический или другой тип разряда с целью формирования сильно разогретой плазменной струи. Впервые электродуговой плазмотрон был применен с целью осаждения алмазных пленок в 1988 году [5]. Значительное повышение скоростей осаждения алмаза в плазмотронах обусловлено увеличением давления ростовой газовой смеси в реакционной камере до Р = 100 Тор - 1 х 105 Па (1 атм), а так же за счет более высоких температур в равновесной плазме. Кроме того, плазменная струя более эффективно доставляет в зону роста необходимые для осаждения алмазной пленки возбужденные частицы.

В последнее время особенно интенсивно происходит развитие лазерных и лазерно-плазменных методов получения различных углеродных материалов, в частности, стеклоуглеродых и, особенно, алмазоподобных углеродных пленок, имеющих аморфную микроструктуру и обладающих физико-химическими свойствами близкими к поликристаллическому алмазу. Разрабатываются лазерные методы синтеза весьма перспективных наноструктурированных углеродных материалов, углеродных нанотрубок и фуллеренов. До настоящего времени, однако, в научной литературе практически отсутствовали данные о получении алмазных пленок с помощью лазерных технологий. Нужно отметить, что попытки использовать лазерное излучение для газофазного синтеза алмаза делались в середине 90-х годов [6] на основе так называемого лазерного пробоя углеводородных газовых смесей, традиционно применяемых в упомянутых выше CVD технологиях, излучением мощного импульсного TEA СОг-лазера. Возникающая при таком пробое лазерная плазма сильно неравновесна, имеет высокую электронную температуру до десятков и даже сотен эВ и создает мощные ударные волны в газе. В ней и за фронтом ударной волны должны эффективно происходить процессы нагрева и диссоциации молекул газовой смеси. В широком диапазоне экспериментальных параметров были получены аморфные углеродные пленки без следов алмазной фазы. Авторы исследований связывают полученные результаты с негативным действием ударных волн и с сильной иеравновесиостыо импульсной лазерной плазмы, которые подавляют рост алмазных кристаллов.

В 1970 году была высказана и теоретически обоснована мысль о возможности стационарного поддержания плазмы световым излучением лазера непрерывного действия [7], а уже в 1971 году был впервые получен на опыте и исследован [8] непрерывный оптический разряд (НОР) в газе. Плазма НОР, в отличие от плазмы импульсного лазерного пробоя, равновесна и не создает ударных воли в газе. В первых экспериментах плазма оптического разряда свободно располагалась в середине неподвижного газового объема в области фокуса луча лазера непрерывного действия на молекулах СО2. Однако уже в это время появилась идея о реализации на базе плазмы НОР оптического (лазерного) плазмотрона, а в 1978 году впервые сообщается о создании такого плазмотрона [9], в котором стабилизация оптического разряда в сфокусированном лазерном луче осуществляется продольным в направлении луча потоком газа. Возможность свободной передачи энергии лазерного излучения на большие расстояния, концентрация ее в малых объемах оптическими средствами, высокие температура и степень ионизации в оптических разрядах открывают перспективы для множества приложений. Однако до недавнего времени работы по данной проблеме были сконцентрированы на исследованиях собственно плазмы НОР в газах, и лишь отмечалась возможность использования лазерных плазмотронов в тепловых и химических процессах [10].

В 1997 году в Центре Естественно-научных исследований Института общей физики РАН возникла идея использовать плазму стационарного оптического разряда, поддерживаемого излучением мощного непрерывного СО2 лазера, для газофазного синтеза алмазных пленок в режиме лазерного плазмотрона. Перспективность этой идеи подкреплялась следующими особенностями и характеристиками лазерного плазмотрона. Во-первых, плазма НОР может быть получена в большинстве газовых смесей при атмосферном и выше давлении. Как уже отмечалось, одной из принципиальных проблем известных технологий синтеза материалов из плазмы ВЧ, СВЧ и электрических разрядов является необходимость работы при пониженных (< 100 Торр) давлениях газовых смесей и как следствие использование вакуумных камер. Вместе с тем, решение многих прикладных задач существенно упрощается или вообще становится возможным только при создании технологий плазмохимического осаждения покрытий непосредственно в воздухе. Использование лазерно-плазменной струи, истекающей в воздух, в сочетании с двухкоординатными столами и другими манипуляторами подложки открывает возможность нанесения покрытий, с одной стороны, локально, а с другой, на изделия практически неограниченных размеров. Во-вторых, высокое давление газов, т.е. большая плотность активных молекул, в сочетании с рекордной удельной плотностью лазерного энерговыделепия в газе и высокой температурой плазмы (15 - 20 тыс. К) создают условия для высокоскоростного синтеза материалов. В-третьих, для поддержания плазмы НОР не требуется каких-либо конструкционных элементов подвода энергии (электроды, волноводы, резонаторы и т.д.), продукты эрозии которых обычно загрязняют растущую пленку в традиционных методах плазмохимического осаждения, что позволяет получать химически чистые материалы.

Учитывая современную потребность в получении одного из перспективнейших материалов - синтетического алмаза, имеющего огромный потенциал как для научных исследований, так и для прикладных задач, а также принимая во внимание указанные выше преимущества лазерного плазмохимического синтеза этого материала, можно сделать вывод, что исследования в этой области являются актуальными, важными и своевременными.

Если говорить об исследованиях собственно плазмы НОР, то с момента ее получения в лабораторных условиях до недавнего времени исследования ее свойств относились, в основном, к оптическим разрядам в инертных газах [8,10,11] или в молекулярных, например, D2, N2 и в воздухе [12]. Для успешной реализации лазерно-плазменной технологии синтеза необходимы данные о свойствах плазмы НОР в многокомпонентных газовых смесях, использующихся для газофазного осаждения алмазных пленок.

Резюмируя вышесказанное, цель работы можно сформулировать следующим образом: проведение исследований, направленных на разработку нового безвакуумного метода лазерно-плазменпого газофазного синтеза материалов на примере алмазных пленок.

В соответствии с поставленной целью работа проводилась по трем основным направлениям:

- разработка и создание лазерного плазмохимического реактора;

- исследования свойств плазмы НОР в углеводородных газовых смесях;

- параметрические исследования и оптимизация синтеза поли- и нанокристаллических алмазных пленок.

Научная новизна

Основные результаты, полученные в диссертации, имеют приоритетный характер. Из них можно выделить следующие:

1. Предложен и экспериментально реализован новый безвакуумный метод синтеза поликристаллических алмазных пленок и других перспективных материалов с помощью плазмы оптического разряда, поддерживаемого излучением непрерывного СОг-лазера в углеводородной газовой смеси (лазерный плазмотрон).

2. Определены условия существования стабильного непрерывного оптического разряда в инертных газах и молекулярных газовых смесях Хе/Ar, Хе(Аг)/Н2/СН4, Хе/Нг/СНДЮг, использующихся для плазмохимического синтеза алмазных пленок. Получены зависимости пороговой мощности лазерного излучения от скорости газового потока в сопле, концентрации активных газов и давления рабочей смеси в камере в диапазоне (Н5)х105 Па.

3. Обнаружено, что использование кислородсодержащих газовых смесей в 4-5 раз увеличивает скорость роста. Оптимальное атомарное отношение О/С « 0,4, при котором скорость роста максимальна для лазерно-плазменного метода существенно отличается от опубликованных данных в СВЧ реакторах и электродуговых плазмотронах: с ростом температуры плазмы О/С падает.

4. Обнаружено, что применение дополнительного электрического разряда постоянного тока, пропускаемого через лазерную плазму, существенно снижает пороги поддержания оптического разряда, а использование переменного тока (v = 50 Гц) приводит к схлопыванию лазерной плазмы даже при максимальной использованной мощности лазера, вызванного неоднородностью газового потока из-за колебаний полярности электрического тока в плазме.

Практическая ценность работы

Предложено и экспериментально реализовано несколько оригинальных схем лазерных плазмотронов для безвакуумного (непосредственно на воздухе) газофазного синтеза алмазных пленок. Использование лазерно-плазменной струи, истекающей в воздух, в сочетании с двухкоординатными столами и другими манипуляторами подложки открывает возможность нанесения покрытий, с одной стороны, локально, а с другой, на изделия практически неограниченных размеров. Это позволит существенно разнообразить номенклатуру изделий, на которые в целях упрочнения или антикоррозионной защиты наносится алмазное покрытие, в том числе реализовать и уникальные, невозможные в настоящее время, операции.

Апробация работы

Основные результаты работы были доложены на следующих конференциях:

1. International Conference Lasers in Synthesis, Characterization and Processing of Diamond, Tashkent, Uzbekistan, 6-9 October, 1997.

2. VI Международная Конференция Лазерные Технологии'98 (ILLA'98), Шатура, 26 - 29 июня, 1998.

3. International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films, San Diego, California, April 10-14,2000.

4. First International Conference on Laser Optics for Young Scientists, St.Petersburg, Russia, June 26-30,2000.

5. 7-th International Conference on New Diamond Science and Technology, Hong Kong, 23-28 July, 2000.

6. 12-ый международный симпозиум "Топкие пленки в электронике", Харьков, Украина, 2327 апреля, 2001.

7. X International Conference Laser-Assisted Microtechnology, Institute of Fine Mechanics and Optics (IFMO), St. Petersburg, June 29 - July 3,2003.

8. The Third International Symposium Intensive Laser Actions and Technological Applications (ILATA-III), St. Petersburg-Pushkin, June 29 - July 3,2003.

9. 13th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT 05), Tianjin, China, 3-6 Sept., 2005

10. Научная сессия "Современные лазерные системы и технологии", ИОФ РАН, 30 июня 2005 г.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Общий объем работы - 126 страниц. Диссертация содержит 58 рисунков, 3 таблицы и список цитируемой литературы из 107 наименований.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Большаков, Андрей Петрович

5.6. Выводы.

Предложенная и экспериментально реализованная бескамерная лазерно-плазменная технология синтеза алмаза выглядит весьма привлекательной, в особенности, в тех приложениях, где не предъявляется жестких требований к оптическому качеству материала, а необходимо нанести покрытие на крупногабаритные детали или детали сложной формы. Представленная в работе конструкция лазерного плазмотрона атмосферного давления позволила успешно провести предварительные эксперименты по осаждению алмазных пленок в смесях Аг/Нг/СГЦ на подложку, перемещающуюся относительно плазменной струи.

Дальнейшее усовершенствование технологии должно быть, прежде всего, направлено на устранение сильного воздействия лазерного излучения, проходящего через плазму, на растущую пленку, в том числе и за счет двухкоординатного сканирования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Сформулируем основные результаты, полученные в диссертационной работе.

1. Предложен и экспериментально реализован новый безвакуумный метод синтеза поликристаллических алмазных пленок с помощью плазмы оптического разряда, поддерживаемого излучением непрерывного СО2-лазера в углеводородной газовой смеси (лазерный плазмотрон). Разработаны и исследованы различные схемы лазерно-плазменных реакторов.

2. Определены минимальные (пороговые) мощности для поддержания оптического разряда в Хе/Ar, Хе(Аг)/Н2/СН4, Хе/Нг/СЩ/СОг газовых смесях при атмосферном давлении. Получены пороговые зависимости лазерной мощности и пропускания лазерной плазмы от концентрации активных газов и от скорости газового потока для вертикальной и горизонтальной ориентации лазерного луча. Определены области существования стационарного оптического разряда в рабочей смеси АГ/Н2/СН4 в диапазоне давлений (1+5)х105 Па.

3. Обнаружено, что применение дополнительного электрического разряда постоянного тока, пропускаемого через лазерную плазму, существенно снижает пороги поддержания оптического разряда, а использование переменного тока (v = 50 Гц) приводит к схлопыванию лазерной плазмы даже при максимальной использованной мощности лазера, вызванного неоднородностью газового потока из-за колебаний полярности электрического тока в плазме.

4. Синтезированы сплошные иаио и поликристаллические алмазные пленки и отдельные кристаллы. Максимальная скорость роста на вольфрамовых и молибденовых подложках составила 40 - 60 мкм/час на площади порядка 1 см . Установлено, что синтез алмазных пленок реализуются из областей плазмы, спектр эмиссии которых содержит интенсивную полосу радикала С2.

5. Получены экспериментальные зависимости скорости роста пленки от температуры подложки, концентрации активных газов и процентного соотношения между ними в углеводородной смеси. Обнаружено, что использование кислородсодержащих газовых смесей в 4-5 раз увеличивает скорость роста. Оптимальное атомарное отношение О/С « 0,4, при котором скорость роста максимальна для лазерпо-плазменпого метода существенно отличается от опубликованных данных в СВЧ реакторах и электродуговых плазмотронах: с ростом температуры плазмы О/С падает.

6. Создан лазерный плазмотрон атмосферного давления на базе мощного (до 5 кВт) непрерывного СОг-лазера для бескамерного (непосредственно на воздухе) газофазного синтеза алмазных пленок. Синтезированы поли и нанокристаллические алмазные пленки при сканировании образца относительно плазменной струи. Оптимизация режимов работы плазмотрона позволила реализовать синтез алмазной пленки на площади, существенно превышающей поперечные размеры плазменной струи.

Автор выражает искреннюю признательность В.И. Конову, под руководством которого была выполнена данная работа.

Автор искренне признателен С.А. Углову за помощь в проведении большинства экспериментов и анализе полученных результатов.

Особую признательность автор хотел бы выразить сотрудникам ГНЦ РФ ТРИНИТИ В.Г. Наумову, В.Ю. Дубровскому, В.Г. Вострикову, Ф.К. Косыреву, совместно с которыми были проведены исследования по бескамерному синтезу алмазных пленок.

Автор искренне признателен Е.Д. Образцовой, И.И. Власову и С.В. Терехову за исследования образцов с помощью спектроскопии комбинационного рассеяния света и за плодотворные обсуждения полученных результатов.

Автор признателен Ф. Даусипгеру и его сотрудникам из Штутгартского университета, совместно с которыми был реализован научно-исследовательский проект, посвященный лазерно-плазменному синтезу алмаза.

Автор благодарит Е.В. Заведеева за исследования образцов на атомно-силовом микроскопе, а также С.В. Лаврищева за полученные на сканирующем электронном микроскопе изображения синтезированных пленок.

Автор признателен своим коллегам: В.Г. Ральченко, А.В. Осадчему, А.В. Савельеву, А.С. Пожарову, Т.В. Кононепко, В.В. Копоненко.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Большаков, Андрей Петрович, 2006 год

1. Н. Liander. Artificial Diamond // ASEA Journal, 1955, vol. 28, p. 97 - 98.

2. Б.В. Спицин, Б.В. Дерягип. Способ наращивания граней алмаза // Патент СССР №339134 с приоритетом от 10.07.1956 г., опубл. Бюл. № 17,1980, с. 323.

3. J.C. Angus, Н.А. Will, W.S. Stanko. Growth of diamond seed crystals by vapor deposition // J. Appl. Phys., 1968, vol. 39, N 6, p. 2915 2922.

4. D. Dischler, C. Wild (Eds.). Low-Pressure Synthetic Diamond: Manufacturing and Applications//Heildelberg: Springer, 1998.

5. K. Kurihara, K. Sasaki, M. Kawarada, N. Koshino. High rate synthesis of diamond by DC plasma jet chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett., 1988, vol. 52, p. 437 438.

6. V.P.Ageev, V.I.Konov, M.V.Ugarov, S.A.Uglov. Laser Driven Plasma CVD of Carbon Films From Methane-Containing Mixtures // Abstracts of VIII Intern, conf. Laser Application Engineering (LAE-8), 3-5 July, 8, St.Petersburg, Pushkin, 1996, p. 8.

7. Ю.П. Райзер. Дозвуковое распространение световой искры и пороговые условия для поддержания плазмы излучением // ЖЭТФ, 1970, т. 58, вып. 6, с. 2127 2138.

8. Н.А. Генералов, В.П. Зимаков, Г.И. Козлов, В.А. Масюков, Ю.П. Райзер. Экспериментальное исследование непрерывно горящего оптического разряда // ЖЭТФ, 1971, т. 61, с. 1434- 1446.

9. Г.И. Козлов. Лазерный плазмотрон с протоком газа // Письма в ЖЭТФ, 1978, т. 4, вып. 10, с. 586 589.

10. Ю.П. Райзер. Оптические разряды // УФН, 1980, т. 132, вып. 3, с. 549 581.

11. D.L. Franzen. Continuous laser-sustained plasmas // J. Appl. Phys., 1973, vol. 44, No. 4, p. 1727- 1732.

12. Г.И. Козлов, В.А. Кузнецов, В.А. Масюков. Непрерывный оптический разряд в молекулярных газах//ЖТФ, 1979, т. 49, вып. И, с. 2304-2310.

13. Davis, R.F (ed.). Diamond Films and Coatings: Development, Properties and Applications // NJ: Noyes Publications, Park Ridge, 1993.

14. В.Б. Квасков (Отв. ред.). Алмаз в электронной технике: Сб. ст. // М.: Энергоатомиздат, 1990.

15. М. A. Prelas, G. Popovici, L. К. Bigelow (Eds.). Handbook of industrial diamonds and diamond films //New York: Marcel Dekker, 1998.

16. K. Subramanian, V.R. Shanbhag, in: M. A. Prelas, G. Popovici, L. K. Bigelow (Eds.). Handbook of industrial diamonds and diamond films //New York: Marcel Dekker, 1998, p. 1023.

17. JI.M. Блинов, Ю.В. Гуляев, А.В. Долголаптев, И.П. Шилов. Алмазные пленки: перспективные направления использования и их получение в плазме ВЧ- и СВЧ-разрядов пониженного и атмосферного давления // Радиотехника и Электроника, 1996, т. 41, №4, с. 389-403.

18. J. Oakes, Х.Х. Рап, R. Haubner, В. Lux. Chemical vapour deposition diamond coatings on cemented carbide tools // Surf. Coat. Technol., 1991, vol. 47, p. 600 607.

19. J.A. Bunting, B.J. Pope. Reduction of Thermal Failure of Sintered Diamond Drill Elements // Proc. ASLE, 1984,40, p. 681.

20. M.N. Yoder, in: Davis, R.F (ed.). Diamond Films and Coatings: Development, Properties and Applications//NJ: Noyes Publications, Park Ridge, 1993.

21. B. Bhushan, B.K. Gupta. Handbook of Tribology Materials, Coatings and Surface Treatments //New York: McGraw-Hill Inc., 1991.

22. P.D. Gigl. New synthesis techniques, properties and applications for industrial diamond // IDA Ultrahard Materials Seminar, Toronto, Ontario, 1989.

23. S.A. Grot. Active Diamond Electronic Devices, in: L.S. Pan, D.R. Kania. Diamond: Electronic Properties and Applications // Kluwer Academic Publishers, 1995, p. 443.

24. В.И. Ткаченко, В.Б. Квасков. Электронные приборы на основе алмаза., в сб. ст.: В.Б. Квасков (Отв. ред.). Алмаз в электронной технике // М: Энергоатомиздат, 1990.

25. G.R. Brandes, in: М. A. Prelas, G. Popovici, L. К. Bigelow (Eds.). Handbook of industrial diamonds and diamond films // New York: Marcel Dekker, 1998, p. 1103.

26. V. Parshin, V. Ralchenko, V. Konov. Diamonds for High-Power Gyrotron Window // Proc. of 23td Conf. on Infrared and Millimeter Waves, U.K.,1998, Sept. 7 11, p. 232 - 233.

27. W.G. Eversole. Synthesis of diamond // U.S. Patent N 3.030.187 and 3.030. 188, appl. 1958, publ. 1962.

28. S. Matsumoto, S.Y. Sato, M. Kamo. Growth of diamond particles from methane hydrogen gas // Jpn. J. Appl. Phys., 1982, vol. 21 Pt. 2, L183 - L185.

29. Б.В. Дерягип, Д.В. Федосеев, В.Н. Бакуль и др. Физико-химический синтез алмаза из газа // Киев, Техника, 1971, с. 42.

30. Б.В. Дерягип, Б.В. Спицын, В.А. Рябов и др. О синтезе и свойствах автоэпитаксиальпых пленок алмаза // В сб. Физико-химические проблемы кристаллизации, Алма-Ата, 1971, с. 90.

31. Б.В. Дерягии, Д.В. Федосеев, В.П. Варнин, А.Е. Городецкий, А.П. Захаров, И.Г. Теремецкая. Рост поликристаллических алмазных пленок из газовой фазы // ЖЭТФ, 1975, т. 69, вып. 4 (10), с. 1250 1252.

32. D.G. Goodwin, J.E. Butler. Theory of diamond chemical vapor deposition, in: M. A. Prelas, G. Popovici, in L. K. Bigelow (Eds.). Handbook of industrial diamonds and diamond films // New York: Marcel Dekker, 1998, p. 527.

33. Y. Muranaka, H. Yamashita, H. Miyadera. Worldwide status of low temperature growth of diamond // Diamond Relat. Mater., 1994, vol. 3, p. 313 318.

34. Y. Muranaka, H. Yamashita, H. Miyadera. Characterization of diamond films synthesized in the microwave plasmas of СО/Н2 and CO/O2/H2 systems at low temperatures (403-1023 K) // J. Appl. Phys., 1991, vol. 69, p. 8145 8153.

35. M. Kamo, Y. Sato, S. Matsumoto, N. Setaka. Diamond synthesis from gas phase in microwave plasma // J. Cryst. Growth, 1983, vol. 62, p. 642 644.

36. S. Zhou, Z. Zhihao, X. Ning, Z. Xiaofeng. Study of the growth rate of diamond film by hot-filament CVD // Mat. Sci. Eng. B, 1994, vol. 25, p. 47 52.

37. А.Е. Алексенко. Кристаллизация диэлектрических и полупроводниковых слоев из электрически и термически активированной газовой среды // Диссертация на соискание степени кандидата химических наук. Москва, 1988.

38. В.И. Конов, С.М. Пименов, A.M. Прохоров, А.А. Смолин, Н.И. Чаплиев. Лазерно-индуцированпое селективное осаждение алмазных пленок // Квантовая электроника, 1991,18(9), с. 1096- 1098.

39. J. Karner, М. Pedrazzini, С. Hollenstein. High current d.c. arc (HCDCA) technique for diamond deposition // Diamond Relat. Mater., 1996, vol. 5, p. 217 220.

40. В.Г. Переверзев. Электродуговой синтез поликристаллических алмазных покрытий и углеродных одностеппых нанотрубок // Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. Москва, 2001.

41. S. Matsumoto. Chemical vapor deposition of diamond in RF glow discharge // J. Mater. Sci. Lett., 1985,4, p. 600-602.

42. S. Matsumoto, H. Hino, T. Kobiashi. Synthesis of diamond films in rf induction thermal plasma // Appl. Phys. Lett., 1987, vol. 51, p. 737 739.

43. S. Matsumoto, J. Sato, M. Tsukumi, V. Setaka. Growth of diamond particles from methane -hydrogen gas Hi. Mater. Sci., 1982, vol. 17, p. 3106 3112.

44. P.K. Bachmann, W. Drawl, D. Knight, R. Weimer, R.F. Messier, in: A. Badzian, M. Geis, G. Johnson (Eds.). Diamond and Diamond-like Materials // MRS Symposium Proceedings, 1988, vol. EA-15, p. 99.

45. C.B. Willingham, Т.М. Hartnett, R.P. Miller, R.B. Hallock // Proc. SPIE, Window and Dome Technologies and Materials V, 1997, Vol. 3060.

46. N. Ohtake, M. Yoshikawa. Diamond film preparation by arc discharge plasma jet CVD // 2nd Int. Conference on the Applications of Diamond Films and Related Materials. Eds. M. Yoshikawa, M. Murakawa, Y. Tzeng, W.A. Yarbrough, MYU, Tokyo, 1993, p. 103 108.

47. M.A. Cappelli, T.G. Owano. Plasma-jet deposition of diamond, in: D. Dischler, C. Wild (Eds.). Low-Pressure Synthetic Diamond: Manufacturing and Applications // Heildelberg: Springer, 1998, p. 59.

48. G. Verven, Th. Priem, S. Paidassi, F. Blein, L. Bianchi. Production and characterization of d.c. and h.f. plasma jet diamond films // Diamond Relat. Mater., 1993, vol. 2, p. 468 475.

49. D. K. Smith, E. Sevillano, M. Besen, V. Berkman, L. Bourget. Large area diamond reactor using a high flow velocity microwave plasma jet // Diamond Relat. Mater., 1992, vol. 1, p. 814-817.

50. Y. Mitsuda, T. Yoshida, K. Akashi. Development of a new microwave plasma torch and its application to diamond synthesis // Rev. Sci. Instrum.,1989, vol. 60, p. 249 252.

51. Y. Hirose, N. Kondo. // Program and Book of Abstracts: Japan Applied Physics 1988 Spring Meeting, Japanese Physical Society, Tokyo, 1988, p. 434.

52. C. A. Wolden, Z. Sitar, R. F. Davis, J. T. Prater. Textured diamond growth by low pressure flat flame chemical vapor deposition // Appl. Phys. Lett., 1996, vol. 69, p. 2258 2260.

53. M. Murayama, S. Kojima, K. Uchida. Uniform deposition of diamond films using a flat flame stabilized in the stagnation-point flow // J. Appl. Phys., 1991, vol. 69, p. 7924 7926.

54. Peter K. Bachmann, D. Leers, H. Lydtin. Towards a general concept of diamond chemical vapour deposition // Diamond Relat. Mater., 1991, vol. 1, p. 1 -12.

55. P. Mistry, M.C. Turchan, G.O. Granse, T. Baurmann. New rapid diamond synthesis technique, using multiplexed pulsed lasers in laboratory ambient // Mat. Res. Innovat., 1997, vol. 1, №3, p. 149- 156.

56. Ю.П. Райзер. Лазерная искра и распространение разрядов // М.: Наука, 1974.

57. Ю.П. Райзер. Физика газового разряда // М.: Наука, 1987.

58. P.D. Maker, R.W. Terhune, С.М. Savage. Optical third harmonic generation // In. Quantum Electronics, v. III. P. Grivet, N. Bloembergen (Eds.). N.Y., Columbia Univ. Press, 1964.

59. Г.И. Козлов, B.A. Кузнецов, B.A. Масюков. Лучистые потери аргоновой плазмы и излучательная модель непрерывного оптического разряда // ЖЭТФ, 1974, т. 66, с. 954 -964.

60. Ф.В. Бункин, В.И. Конов, A.M. Прохоров, В.Б. Федоров. Лазерная искра в режиме "медленного горения" // Письма в ЖЭТФ, 1969, т. 9, с. 609 612.

61. М.В. Герасименко, Г.И. Козлов, В.А. Кузнецов. Лазерный плазмотрон // Квантовая электроника, 1983, т. 10, № 4, с. 709 717.

62. A.M. Прохоров, В.И. Конов, И. Урсу, И. Михайлеску. Взаимодействие лазерного излучения с металлами // Bucuresti, Romania: ЕА и М.: Наука, 1988.

63. V.I. Konov, A.M. Prokhorov, S.A. Uglov, A.P. Bolshakov, I.A. Leontiev, F. Dausinger, H. Hugel, B. Angstenberger, G. Sepold, S. Metev. CO2 laser-induced plasma CVD synthesis of diamond // Appl. Phys., 1998, A 66, p. 575 578.

64. V.I. Konov, A.P. Bolshakov, F. Dausinger, S.A. Uglov. Laser plasma CVD diamond reactor// 7-th International Conference on New Diamond Science and Technology, Hong Kong, 23-28 July, 2000, Abstr. No 2.2.

65. A.P. Bolshakov, F. Dausinger, V.I. Konov, S.A. Uglov. Main features and CVD diamond applications // International Conference on Metallurgical Coatings and Thin Films, San Diego, California, April 10-14, 2000, Abstr. No B6-4, p. 115.

66. A. Bolshakov, V. Konov, S. Uglov. Power CW СОг-laser plasmatron as a new technique for coatings CVD // First International Conference on Laser Optics for Young Scientists, St.Petersburg, Russia, June 26-30,2000, p. 27.

67. М.В. Герасименко, Г.И. Козлов, В.А. Кузнецов, В.А. Масюков. Непрерывный оптический разряд в режиме лазерного плазмотрона // Письма в ЖТФ, 1979, т. 5, вып. 15, с. 954 -957.

68. A.P. Bolshakov, V.I. Konov, A.M. Prokhorov, S.A. Uglov, F. Dausinger. Laser plasma CVD diamond reactor// Diamond Relat. Mater., 2001, vol. 10, p. 1559 1564.

69. D.C. Smith, M.C. Fowler. Ignition and maintenance of a cw plasma in atmospheric-pressure air with C02 laser radiation // Appl. Phys. Lett., 1973, vol. 22, p. 500 502.

70. Очерки физики и химии низкотемпературной плазмы (под ред. Л.С. Полака) // М.: Наука, 1971.

71. Б.М. Комраков, Б.А. Щапочкин. Измерение параметров оптических покрытий // Машиностроение, 1986.

72. D.S. Knight, W.B. White. Characterization of diamond films by Raman spectroscopy // J. Mater. Res., 1989, vol. 4, No. 2, p. 385 393.

73. J.W. Ager, M.D. Drory. Quantitative measurement of residual and biaxial stress by Raman spectroscopy in diamond grown on Ti alloy by chemical vapor deposition // Phys. Rev. В., 1993, vol. 48, p. 2601 -2607.

74. E.D. Obraztsova, K.G. Korotushenko, S.M. Pimenov, V.G. Ralchenko, A.A. Smolin, V.I. Konov, E.N. Loubnin. Raman and photoluminescence investigation of nanograined diamond films //Nanostructured Materials, 1995, vol. 6, p. 827 830.

75. H. Liu, D.S. Dandy. Diamond chemical vapor deposition // Noyes Publications, Park Ridge, New Jersey, 1995.

76. D.R. Keefer, B.B. Henriksen, W.F. Braerman. Experimental study of a stationary laser-sustained air plasma // J. Appl. Phys., 1975, vol. 46, p. 1080 1083.

77. Gruen D.M., Nucleation, MRS Bulletin, September, 1998,32.

78. R.J.H. Klein-Douwel, J.J.L. Spaanjaars, J.J. Meulen. In Proc. 3 International Conference, Appl. of Diamond Films and Relat. Mater., 1995, p. 413.

79. А.Н. Зайдель и др. Таблицы спектральных линий // «Наука», 1977.

80. В. Glennon, W. L. Wiese. Bibliography on Atomic Transition Probabilities // NBS, Monograpf 50, Washington, 1962.

81. J. Wei, H. Kawarada, Y. Suzuki, A. Hiraki. Growth of diamond films at low pressure using magneto-microwave plasma CVD // Journal of Crystal Growth, 1990, vol. 99, p. 12011205.

82. C.F. Chen, S. Chen, H.W. Ко, S.E. Hsu. Low temperature growth of diamond films by microwave plasma chemical vapor deposition using CH4 + CO2 gas mixtures // Diamond Relat. Mater., 1994, vol. 3, p. 443 447.

83. J. Stiegler,T. Lang, M. Nygard-Ferguson, Y. Kaenel, E. Blank. Low temperature limits of dimond film growth by microwave plasma-assisted CVD // Diamond Relat. Mater., 1996, vol. 5, p. 226 230.

84. Y. Liou, Y.R. Ma. Diamond formation in the carbon-hydrogen-oxygen system // Diamond Relat. Mater., 1994, vol. 3, p. 573 576.

85. V.G. Ralchenko, A.A. Smolin, V.I. Konov, K.F. Sergeichev, I.A. Sychov, I.I. Vlaov, V.V. Migulin, S.V. Voronina, A.V. Khomich. Large area diamond deposition by microwave plasma // Diamond Relat. Mater., 1997, vol. 6, p. 417 421.

86. А.П. Большаков, В.Г. Востриков, В.Ю. Дубровский, В.И. Конов, Ф.К. Косырев, В.Г. Наумов, В.Г. Ральченко. Лазерный плазмотрон для бескамерпого осаждения алмазных пленок // Квантовая Электроника, 2005, т. 35, №4, с. 385 389.

87. А.Г. Григорьянц, B.A. Фромм, С.Ф. Морящев, В.П. Саяпин и др. Влияние условий фокусирования лазерного луча на глубину проплавления при сварке // Известия высших учебных заведений, Машиностроение, 1983,1.

88. J.J. Schermer, F.K. de Theije. Nitrogen addition during flame deposition of diamond: a study of nitrogen-enhanced growth, texturing and luminescence // Diamond Relat. Mater., 1999, vol. 8, p. 2127-2139.

89. S. Metev, H. Brecht, J. Schwarz, G. Sepold. New technology for high rate synthesis of PC-diamond coatings in air with photon plasmotron // Diamond Relat. Mater., 2002, vol. 11, p. 472 477.

90. C. Wild, P. Koidl, W. Muller-Sebert, H. Walcher, R. Kohl, R. Herres, R. Locher, R. Smalemski, R.Brenn. Chemical vapour deposition and characterization of smooth {100}-faceted diamond films // Diamond Relat. Mater., 1993, vol. 2, p. 158 168.

91. T.P. Ong, R.P.H. Chang. Low-temperature deposition of diamond films for optical coatings // Appl. Phys. Lett., 1989, vol. 55, p. 2063 2065.

92. R. Erz, W. Dotter, K. Jung, H. Eharhard. Preparation of smooth and nanocrystalline diamond films // Diamond Relat. Mater., 1993, vol. 2, p. 449 453.

93. V.I. Konov, A.A. Smolin, V.G. Ralchenko, S.M. Pimenov, E.D. Obraztsova, E.N. Loubnin, S.M. Metev, G. Sepold. D.c. arc plasma deposition of smooth nanocrystalline diamond films // Diamond Relat. Mater., 1995, vol. 4, p. 1073 1078.

94. R.L.C. Wu, A.K. Rai, A. Garscadden, P. Kee, H.D. Desai, K. Miyoshi. Synthesis and characterization of fine grain diamond films // J. Appl. Phys., 1992, vol. 72, p. 110 116.

95. P.K. Bachmann, H. Lade, D. Leers, D.U. Wiechert, G.S.A. Theunissen. Wear testing of CVD diamond films // Diamond Relat. Mater., 1994, vol. 3, p. 799 804.

96. C. Nistor, J. Van. Landuyt., V.G. Ralchenko, E.D. Obraztsova, A.A. Smolin. Nanocrystalline diamond films: transmission electron microscopy and Raman spectroscopy characterization // Diamond and Related Materials, 1997, vol. 6, No.l, p. 159 168.