Розробка методу вирощування монокристалів алмаза на затравці за високих тисків і температур з використанням конвекційного переносу вуглецю
За матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 11 березня 2026 р.
DOI:
https://doi.org/10.15407/visn2026.06.059Ключові слова:
монокристал алмаза, термогравітаційна конвекція, апарат високого тиску, НРНТ.Анотація
З використанням методів комп’ютерного моделювання досліджено процеси термогравітаційного конвективного масопереносу вуглецю в умовах надвисоких тисків і температур при вирощуванні монокристалів алмаза масою до 30 каратів та розміром до 25 мм. Встановлено, що створення та підтримання необхідних значень пересичень ростової системи вуглецем на фронті кристалізації в межах 15—22 мас. % можливе завдяки використанню стимульованих конвективних потоків. Керування швидкістю та напрямком поля конвекції здійснюється за допомогою радіального та осьового градієнтів температури в межах 0,5—1,5 ℃/мм та 14—20 ℃/мм відповідно.
Як цитувати:
Бурченя А.В. Розробка методу вирощування монокристалів алмаза на затравці за високих тисків і температур з використанням конвекційного переносу вуглецю (за матеріалами наукового повідомлення на засіданні Президії НАН України 11 березня 2026 р.). Вісник НАН України. 2026. № 6. С. 59—66. https://doi.org/10.15407/visn2026.06.059
Посилання
Duong A.T., Nguyen T.T.H., Nguyen T.M.H., Pham A.T., Dinh T.M.H., Sunglae C. Temperature gradient: a simple method for single crystal growth. VNU Journal of Science: Mathematics – Physics. 2019. 35(1): 41—46. https://doi.org/10.25073/2588-1124/vnumap.4311
Li X., Perkins J., Collazo R., Nemanich R.J., Sitar Z. Investigation of the effect of the total pressure and methane concentration on the growth rate and quality of diamond thin films grown by MPCVD. Diamond and Related Materials. 2006. 15(11–12): 1784—1788. https://doi.org/10.1016/j.diamond.2006.09.00
Liberman R.C. Multi-anvil, high pressure apparatus: a half-century of development and progress. High Pressure Research. 2011. 31(4): 493—532. https://doi.org/10.1080/08957959.2011.618698
Li Z.-C., Jia X.-P., Huang G.-F., Hu M.-H., Li Y., Yan B.-M., Ma H.-A. FEM simulations and experimental studies of the temperature field in a large diamond crystal growth cell. Chinese Physics B. 2013. 22(1): 014701. https://doi.org/10.1088/1674-1056/22/1/014701
Burchenia A.V. Directional control of growth parameters for growing of structurally perfect diamond type Ib single crystals of weighing 5 to 10 carats in six-anvil apparatus. Ph.D. (Engin.) Thesis. Kyiv, 2019 [in Ukrainian].
Heiland H.G., Wozniak G., Wozniak K. Flow and temperature field measurements of thermal convection in small vertical gap using liquid crystals. Heat and Mass Transfer. 2007. 43: 863—870. https://doi.org/10.1007/s00231-006-0165-z
Chaskalovic J. Finite Element Methods for Engineering Science. Springer Berlin, Heidelberg, 2008. https://doi.org/10.1007/978-3-540-76343-7
Yurudu C., Jones J.M., Ulrich J. Modeling of diffusion for crystal growth. Soft Materials. 2012. 10(3): 257—284. https://doi.org/10.1080/1539445X.2011.599715
Askeland D.R. The Science and Engineering of Materials. Springer New York, 2013. https://doi.org/10.1007/978-1-4613-0443-2
Grimvall G. Thermophysical Properties of Materials. Elsevier Science, 1999. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-82794-4.X5000-1
Savitskyi O.V., Lysakovskyi V.V., Bovsunivskyi O.V. Resistance of graphite materials under high pressure and high temperature. Tooling Materials Science. 2019. 22: 299—304 [in Ukrainian].
