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Transmissionselektronenmikroskopische Studie polymorpher 
Kohlenstoff-Übergangsphasen 
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srial- H.-D. STEFFENS, B. REZNIK, T. DUDA, Lehrstuhl für Werkstofftechnologie, 
ıls- Universität Dortmund, Otto-Hahn-Str. 6, 44227 Dortmund 
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a Einleitung 
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Eine Voraussetzung zum Abscheiden von Diamant auf unterschiedlichen Werkstoffen ist 
die Modifikation der Oberfläche des Substrats zum Verbessern einer Diamantkeimbildung. 
Das Verständnis der morphologischen und mikrostrukturellen Ausbildung von 
59 (2), Kohlenstoff-Übergangsphasen gibt die Möglichkeit zum Steuern der Diamantkeimbildung. 
In diesem Beitrag wird eine speziell erarbeitete Präparationsmethode vorgestellt, welche 
die zu beobachtende Schicht nur minimal beansprucht und somit gewährleistet, daß die 
Morphologie der Beschichtung weitestgehend erhalten bleibt. Dazu werden Ergebnisse 
transmissionselektronenmikroskopischer Untersuchungen diskutiert. Die Diamantschichten 
der Präparationsobjekte wurden mittels DC-Plasmajet-CVD hergestellt. Als Substrat 
diente Kupfer; das Synthesegas bestand aus einer Mischung von Methan und Wasserstoff. 
Gleichstrom-Plasmajet-CVD (DC-Plasmajet-CVD) 
Das DC-Plasmajet-CVD-Verfahren verwendet einen hochenergetischen Plasmastrahl, in 
dem das Synthesegas aktiviert und mitgeführt wird. Beim Auftreffen des aktivierten Gases 
auf die gekühlte Substratoberfläche kommt es zum Abscheiden der Diamantschicht. Die 
Plasmaerzeugung findet in sogenannten Plasmatrons oder Plasmabrennern statt, die im 
wesentlichen aus zwei Elektroden bestehen, zwischen denen eine Gleichstromentladung 
gezündet wird und somit ein Lichtbogen brennt. Das Durchströmen von Gasen durch 
diesen Lichtbogen führt zur Anregung, Dissoziation und Ionisation der Gase und - 
bedingt durch hohe Gasdurchflußraten - zu einem Plasmafreistrahl, der lanzenförmig aus 
dem Brenner austritt, Bild 1. Das Verfahren kann sowohl subatmosphärisch als auch bei 
Atmosphärendruck betrieben werden. Wesentlicher Vorteil des DC-Plasmajet- Verfahrens 
sind im Vergleich zu alternativen CVD-Methoden sehr hohe erzielbare Abscheideraten 
von bis zu 800 um/h. Darüber hinaus können für diese Technik die aus der thermischen 
Spritztechnik bekannten Vakuum-Plasmaspritzanlagen eingesetzt werden. Als Nachteil ist 
zu werten, daß durch das (notwendige) Einbringen des Substrats in den Plasmastrahl 
dieses einer hohen Temperaturbelastung ausgesetzt wird, so daß ein intensives Kühlen 
unumgänglich ist. In Tabelle 1 sind die wesentlichen Einflußparameter auf den 
Syntheseprozeß und ein anlagenbezogenes Parameterfeld aufgeführt. 
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