ИСТИНА

В данном проекте предлагается программа исследований, направленных на развитие методов получения, всестороннее изучение свойств и разработку научных принципов применения алмазных иглоподобных кристаллитов (АИК). Правильная геометрическая форма таких кристаллитов в виде пирамид с прямоугольным основанием, а также субмикронные и нанометровые размеры их поперечного сечения (при длине от единиц до сотен микрометров) приводят к ряду особенностей в их структурных характеристиках и физических свойствах. Изучение этих особенностей и выявление закономерностей, ответственных за их появление представляет важную и актуальную научную проблему как для развития фундаментальных знаний, так и для решения ряда прикладных задач путем использования АИК в технологических процессах, а также для создания на их основе различных устройств и приборов.

This project proposes a research program aimed at developing methods for obtaining, comprehensively studying the properties and developing scientific principles for the application of diamond needlelike single crystals. The regular geometric shape of such crystallites in the form of pyramids with a rectangular base, as well as submicron and nanometer sizes of their cross-section (with a length from units to hundreds of micrometers) lead to a number of features in their structural characteristics and physical properties. The study of these features and the identification of patterns responsible for their appearance is an important and urgent scientific problem both for the development of fundamental knowledge and for solving a number of applied problems by using these diamond crystallites in technological processes, as well as for creating various devices and instruments on their basis. The program of works proposed in the project includes a set of multidisciplinary theoretical and experimental studies, the scientific novelty and relevance of which are determined by the relationship with modern trends in the development of fundamental sciences in the field of creating new materials, micro- and nano-structures, developing an electronic element base on their basis, new types of optoelectronic devices, photonics, including quantum-optical sensors and information processing devices.

Ожидаемые результаты работ в первый год реализации проекта включают: - разработку экспериментальных стендов и методов контроля за составом и параметрами газовой среды при получении АИК в ходе газофазного химического осаждения; - оптимизацию экспериментальных технологий и оборудования для обеспечения получения АИК с заданными размерами, формой, составом, концентрацией и распределением примесей и структурных дефектов; - данные о структурно-морфологических характеристиках и физических свойствах АИК; - выявление закономерностей и механизмов, определяющих взаимосвязь структурно-морфологических характеристик АИК с их физическими свойствами, а также взаимосвязь этих характеристик и свойств с параметрами процессов формирования АИК при газофазном химическом осаждении; - выявление требований к АИК для их использования в качестве зондов и сенсорных устройств. Результаты включают подготовку 4-х публикаций с описанием полученных данных в реферируемых изданиях.

1. Разработанные оборудование и методы для получения поликристаллических алмазных пленок методом осаждения из газовой фазы, активированной разрядом постоянного тока и методом «горячей нити». В том числе разработаны экспериментальные технологии получения с помощью разработанных технологий текстурированных поликристаллических пленок, содержащих в своем составе АИК (см. Рис. 2 в Приложении 1). 2. Разработанные установки и методика для изучения параметров активированной газовой среды с помощью наблюдений оптических эмиссионных спектров (ОЭС) и результаты исследования с помощью этих методов процессов осаждения графитоподобных материалов. 3. Разработанные методики и оборудования для получения АИК посредством селективного термического окисления. 4. Модели и разработанные в соответствии с ними программные средства, выявляющие взаимосвязь параметров процесса осаждения и формы АИК, а также способы контролируемого изменения их формы. 5. Предварительные результаты исследований, указывающие на возможность контролируемого внедрения в АИК примесей, создающих люминесцентные центры. А также предварительные результаты, указывающие на возможность локального изменения концентрации люминесцентных центров под воздействием электронного пучка. В проекте предлагается развитие этих и создание новых методик для обеспечения контролируемого создания люминесцентных центров в АИК. 6. Методики крепления АИК к массивным основаниям с помощью системы в виде оптического микроскопа, оборудованной микропинцетами и микропозиционерами, и эпоксидного клея. Также разработаны методики крепления АИК к массивным основаниям с использованием электронно-ионных сканирующих микроскопов. В проекте предлагается развитие этих и создание новых методик для создания приборных структур на основе АИК

Ожидаемые результаты работ в третий год реализации проекта включают: - получение экспериментальных данных и разработку моделей процессов о взаимосвязи состава и параметров газовой среды со структурно-морфологическими характеристиками и физическими свойствами АИК; - разработку экспериментальных технологий и оборудования, обеспечивающих получение АИК с заданными размерами, формой, составом, концентрацией и распределением примесей и структурных дефектов, а также изготовление АИК с необходимым характеристиками в необходимом количестве; - данные о структурно-морфологических характеристиках и физических свойствах АИК; - выявление закономерностей и механизмов, определяющих взаимосвязь структурно-морфологических характеристик АИК с их физическими свойствами, а также взаимосвязь этих характеристик и свойств с параметрами процессов формирования АИК при газофазном химическом осаждении; - прототипы сенсорных элементов детекторов ионизирующих излучений. Результаты включают подготовку 4-х публикаций с описанием полученных данных в реферируемых изданиях.