А – С:Н қабыршақтарының құрылымы

Алмазтектес кө міртегінің қ ұ рылымының жә не электрондық қ асиеттерінің модификациясын ә р тү рлі ә дістермен жү зеге асыруғ а болады. Мысалы, а-С: Н-тағ ы сутегінің концентрациясын кө бейте жә не азайта отырып, полимертектестен алмазтектес кө міртегіге дейін электрондық қ асиеттеріне сә йкес а-С: Н алуғ а болады. а-С: Н-тың электрондық қ асиеттерінің модификациясын қ ұ рылымдық қ айта қ ұ ру арқ ылы, яғ ни жә не гибридтелген валенттік байланыстардың варьирлік қ атынасы арқ ылы.

Бұ л жағ дайда қ ұ рылымның ө згерісі тригоналдық тан тэтраэдрлікке дейінгі координатталғ ан байланыстар сандарының ө згерісіне негізделуі мү мкін. Сонымен қ атар, бұ л жағ дайда алмазтектес кө міртегіге сә йкес, қ ұ рылымында байланысы басым а-С: Н қ абыршақ тарын алуғ а болады. байланысы басым болғ ан жағ дайда, а-С: Н қ абыршақ тары графиттектес кө міртегінің қ асиеттеріне ие болуы мү мкін. Осылайша, жә не байланыстарының концентрацияларын ө згерте отырып, қ асиеттері графиттектестен алмазтектес кө міртегіге дейінгі а-С: Н қ абыршақ тарын алуғ а болады.

a-C: H қ абық шаларын орналастыру (осаждение) процесінде тө сеніш температурасының жә не байланыстарының қ атынастарына елеулі ә сері байқ алды.

15.2-суретте ә ртү рлі отырғ ызу температураларында алынғ ан, толқ ындақ саны 1000-нан 4000 интервалында жататын a-C: H қ абық шаларының ИҚ -ө ткізу спектрлері кө рсетілген.

15.2 сурет – ә р тү рлі отырғ ызу температураларында алынғ ан a-C: H қ абық шақ ларының ИҚ ө ткізу спектрлері

ИҚ -спектрлердің анализі екі негізгі резонанстық жұ тылу жолақ тарының бар екенін кө рсетеді. Бірінші жұ тылу жолағ ының жұ тылу минимумы ге жақ ын орналасса, екінші жұ тылу жолағ ының минимумы ге жақ ын орналасқ ан. ИҚ -жұ тылу спектрінің бірінші минимумы гибридтік байланысында фотондардың жұ тылуымен байланысты. Екінші ИҚ -жұ тылу спектрінің минимумы - гибридтік байланысында фотондардың жұ тылуымен байланысты. a-C: H қ абық шаларын отырғ ызу температурасының ө згеруімен бірге интенсивтіліктің жә не бақ ыланатын жұ тылу жолақ тарының жартылай енінің ө згерісі де орын алады: екінші жұ тылу жолағ ының интенсивтілігі кө бейеді, ал бірінші жұ тылу жолағ ының интенсивтілігі кемиді. Ө ткізу жолақ тарының бұ л ө згерісі алмазтектес кө міртегінің аморфты матрицасындағ ы жә не гибридтік байланыстар қ атынастарының ө згеруімен тү сіндіріледі. Мұ ны 200º C температурада дайындалғ ан a-C: H қ абық шаларынан кө руге болады. Бұ л ү лгілерде байланыстарының жұ тылу интенсивтілігі байланыстарының жұ тылу интенсивтілігінен кө п. Бұ л нә тижесінде қ атынасының қ атынасынан кө п екенін қ ортындылауғ а мү мкіндік береді, бұ л a-C: H қ абық шаларымен жұ мыс істеу нә тижесімен сә йкес келеді.

Отырғ ызу температурасын 200º C-ден бө лме температурасына дейін тө мендете отырып, фракциясының концентрациясының тө мендеуін жә не фракциясының концентрациясының ө суін байқ ауғ а болады. Температураның бұ лай ө згеруіне байланысты a-C: H қ абық шаларының қ асиеттері біртіндеп 200º Сде алмазтектес кө міртегіден 120º С-де графиттектес a-C: H-қ а дейін ө згереді. 15.3 суретте 200º Сге тең отырғ ызу температурасында алынғ ан алмазтектес a-C: H қ абық шаларының бетінің морфологиясы, микрофотографиясы жә не типтік электронограммасы келтірілген. Бұ л нә тижелер сканирлеуші жә не жарық тандырғ ыш (просвечивающий) электрондық микроскопия ә дістерін қ олдану арқ ылы алынғ ан. 3.3a- суретінен қ абық шалардың қ ұ рылымы аморфты екенін байқ ауғ а болады.

15.3 сурет – Электронограмма (а), микрофотография (а) жә не 200º Сге тең отырғ ызу температурасында алынғ ан алмазтектес a-C: H қ абық шаларының бетінің морфологиясы (б).

15.3 суретте 200º Сге тең отырғ ызу температурасында алынғ ан алмазтектес a-C: H қ абық шаларының бетінің морфологиясы, микрофотографиясы жә не типтік электронограммасы келтірілген. Бұ л нә тижелер сканирлеуші жә не жарық тандырғ ыш (просвечивающий) электрондық микроскопия ә дістерін қ олдану арқ ылы алынғ ан. 3.3a -суретінен қ абық шадардың қ ұ рылымы аморфты екенін байқ ауғ а болады.

15.3- сурет. Электронограмма (а), микрофотография (а) жә не 200º Сге тең отырғ ызу температурасында алынғ ан алмазтектес a-C: H қ абық шаларының бетінің морфологиясы (б).

15.4- суретте атомдық кү штік микроскоп ә дісін қ олдану арқ ылы алынғ ан, ә р тү рлі отырғ ызу температуралардағ ы a-C: H қ абық шақ ларының бетінің морфологиясы кө рсетілген.

15.4 сурет – ә р тү рлі отырғ ызу температураларда алынғ ан a-C: H қ абық шаның бетінің нанорельефінің АКМ-кескіні

Суретте ә р тү рлі отырғ ызу температураларында дайындалғ ан қ абыршақ беттерінің біртекті емес екендігі кө рінеді. Қ абық шаларды отырғ ызу температураларының ө суімен қ абық ша бетінің тегіс еместігінің (шероховатостінің) кемуі байқ алады. Отырғ ызу температурасының ө суіне байланысты байланыстарының туу ық тималдылығ ы артады, ал бұ л ық шам (компактный) алмазтектес қ абық шалардың тү зілуіне жә не тегіс еместігінің кемуіне ә келеді.