Введение
Глава 1. Литературный обзор 14
1.1. Алмаз как перспективный материал современной науки и техники 14
1.2. Метод лазерной обработки для создания графитизированных микроструктур в алмазе 19
1.2.1 Лазерно-индуцированная графитизация поверхности алмаза 19
1.2.2 Лазерное микроструктурирование объема алмаза 23
1.3 Лазерно-индуцированная волна графитизации в объеме алмаза 30
Глава 2. Материалы и методы исследования 36
2.1 Материалы исследования 36
2.2 Описание экспериментальной лазерной установки и параметров эксперимента 37
2.3 Методика измерения удельного сопротивления лазерно-индуцированных нитей 40
2.4 Метод сканирующей микроскопии растекания сопротивления 42
2.5 Метод растровой электронной микроскопии 44
2.6 Метод спектроскопии комбинационного рассеяния 44
Глава 3. Особенности распространения волны графитизации в объеме алмаза 45
3.1 Исследование распространения лазерно-индуцированной волны графитизации в условиях неподвижного лазерного фокуса 45
3.1.1 Описание эксперимента 45
3.1.2 Экспериментальные результаты 49
3.1.3 Модель трещино-обусловленного распространения лазерно-индуцированной волны графитизации в объеме алмаза 50
3.2 Особенности распространения лазерно-индуцированной волны графитизации в условиях подвижного лазерного фокуса 53
3.2.1 Аксиальное распределение плотности энергии на фронте растущей лазерно-индуцированной нити в зависимости от параметров обработки 54
3.2.1.1 Описание эксперимента 54
3.2.1.2 Экспериментальные результаты 59
3.2.2 Экспериментальная проверка синхронизации скорости фронта растущей нити со скоростью лазерного фокуса 64
3.2.3 Исследование влияния условий облучения на фронте растущей нити на ее поперечные размеры 67
Глава 4. Внутренняя структура лазерно модифицированного материала в объеме алмаза 70
4.1 Внутренняя структура графитизированной пластины в объеме алмаза 70
4.1.1 Описание эксперимента 70
4.1.2 Экспериментальные результаты 73
4.1.2.1 Исследование сечения графитизированной пластины посредством оптической микроскопии и спектроскопии комбинационного света 73
4.1.2.2 Исследование поверхности сечения графитизированной пластины посредством методов сканирующей микроскопии сопротивления растекания (SSRM) и растровой электронной микроскопии (SEM) 78
4.1.2.3 Исследование модификации поверхности сечения графитизированной пластины при термическом отжиге 84
4.1.3 Обсуждение результатов 89
4.2 Внутренняя структура и проводящие свойства лазерно индуцированных нитей в объеме алмаза 92
4.2.1 Описание эксперимента 92
4.2.2 Экспериментальные результаты 95
4.2.2.1 Описание внутренней структуры лазерно-индуцированных нитей 95
4.2.2.2 Взаимосвязь между внутренней структурой лазерно-индуцированных нитей и их удельным сопротивлением 108
Заключение 111
Список литературы 113
