Nanokristalline Diamantbeschichtung

Die Diamantbeschichtung gehört seit circa 15 Jahren zu den Forschungsschwerpunkten des Instituts. Die Herstellung der Diamantschichten erfolgt dabei mit Hilfe der Hot-Filament-Gasphasenabscheidung (HF-CVD). Schon früh setzte das Institut dabei den Schwerpunkt auf nanokristalline Diamantschichten, da diese in Bezug auf ihre Schichteigenschaften und ihre Anpassbarkeit an potentielle Anwendungen im Vergleich zu polykristallinem Diamant überlegen sind.

Während zu Beginn der Forschung der Fokus darauf lag, möglichst nanokristalline, ultraglatte Diamantschichten mit kleinen Kristallitgrößen (< 10 nm) herzustellen (beispielswiese im BMBF-Projekt 3D-NANOWERK mit dem Ziel, die 3D-Diamantbeschichtung von Werkzeugen für eine anschließende Schärfung zu optimieren), ist durch die Entwicklung von hoch-leitfähigen nanokristallinen Diamantschichten (c-ncd – conductive nanocrystalline Diamond) ein zweites Standbein hinzugekommen. Diese Schichten wurden in Hinblick auf Anwendungen in der Sensorik (beispielsweise im BMBF-Projekt C-HYBRID  für die Entwicklung eines Drucksensors für harsche Umgebungsbedingungen) und Aktorik (beispielsweise im BMBF-Projekt VIP-DiM für die Entwicklung eines thermischen Mikroaktors auf Diamantbasis zum Einsatz in der Augenheilkunde) entwickelt.

Publikationsliste "nanokristalliner Diamant"


2018

Mitic, V.V.; Fecht, H.J.; Mohr, M.; Lazovic, G.; Kocic, L.
Exploring fractality of microcrystalline diamond films
AIP Advances, 8:075024
2018

2017

Mohr, M.; Daccache, L.; Horvat, S.; Brühne, K.; Jacob, T.; Fecht, H.-J.
Influence of grain boundaries on elasticity and thermal conductivity of nanocrystalline diamond films
Acta Materialia, 122:92-98
2017
Mertens, M.; Lin, I.-N.; Manoharan, D.; Moheinian, A.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Structural properties of highly conductive ultra-nanocrystalline diamond films grown by hot-filament CVD
AIP Advances, 7:015312
2017
Mohr, M.; Behroudj, A.; Wiora, N.; Mertens, M.; Brühne, K.; Fecht, H.J.
Fabrication and Characterization of a nanocrystalline diamond membrane pressure sensor
Quantum Matter, 6:41-44
2017
Wiora, N.; Mertens, M.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.; Tran, I.C.; Willey, T.; van Buuren, A.; Biener, J.; Lee, J.-S.
Grain boundary dominated electrical conductivity in ultrananocrystalline diamond
Journal of Applied Physics, 122:145102
2017
Mohr, M.; Mertens, M.; Brühne, K.; Gluche, P.; Fecht, H.-J.
Herstellung, Eigenschaften und Anwendung nano-kristalliner Diamantschichten
Keramische Zeitschrift, 69:115-121
2017
Mohr, M.
Neuartige nanostrukturierte Diamantschichten mit optimierten mechanischen, elektrischen und thermischen Eigenschaften
of Fortschritt-Berichte VDI, Reihe 5, Nr. 761
Publisher: VDI Verlag, Düsseldorf
2017
ISBN: 978-3-18-376105-0

2016

Mohr, M.; Picollo, F.; Battiato, A.; Benardi, E.; Forneris, J.; Tengattini, A.; Enrico, E.; Boarino, L.; Bosia, F.; Fecht, H.-J.; Olivero, P.
Characterization of the recovery of mechanical properties of ion-implanted diamond after thermal annealing
Diamond and Related Materials, 63:75-79
2016
Mohr, M.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Thermal conductivity of nanocrystalline diamond films grown by hot filament chemical vapor deposition
Physica Status Solidi A: Applications and Materials Science, 213:2590-2593
2016
Mertens, M.; Mohr, M.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.; Łojkowski, M.; Święszkowski, W.; Łojkowski, W.
Patterned hydrophobic and hydrophilic surfaces of ultra-smooth nanocrystalline diamond layers
Applied Surface Science, 390:526-530
2016
Wiora, N.; Mertens, M.; Mohr, M.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Piezoresistivity of n-type conductive ultrananocrystalline diamond
Diamond and Related Materials, 70:145-150
2016

2015

Mertens, M.; Mohr, M.; Wiora, N.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
N-Type Conductive Ultrananocrystalline Diamond Films Grown by Hot Filament CVD
Journal of Nanomaterials, 2015:527025
2015

2014

Mohr, M.; Gluche, P.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Stress Control in Nanocrystalline Chemical Vapor Deposition Diamond Layers
Quantum Matter, 3:400-405
2014
Mohr, M.; Caron, A.; Herbeck-Engel, P.; Bennewitz, R.; Gluche, P.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Young’s modulus, fracture strength and Poisson’s ratio of nanocrystalline diamond films
Journal of Applied Physics, 116:124308
2014
Fecht, H.-J.; Brühne, K.; Gluche, P.
Carbon-based Nanomaterials and Hybrids - Synthesis, Properties, and Commercial Applications
Publisher: Pan Stanford Publishing, Singapore
2014
Fecht, H.-J.; Brühne, K.
C-Based Materials on a Nanoscale: Synthesis, Properties, Applications, and Economical Aspects
Volume : Carbon-Based Nanomaterials and Hybrids (Editors: H.-J. Fecht, K. Brühne, P. Gluche)
Chapter 1, page 1-4.
Publisher: Pan Stanford Publishing, Singapore
2014
Wiora, M.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Synthesis of Nanodiamond
Volume : Carbon-Based Nanomaterials and Hybrids (Editors: H.-J. Fecht, K. Brühne, P. Gluche)
Chapter 2, page 5-48.
Publisher: Pan Stanford Publishing, Singapore
2014

2013

Wiora, N.; Mertens, M.; Mohr, M.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Synthesis and Characterization of n-type Nitrogenated Nanocrystalline Diamond
Micromaterials and Nanomaterials, 15:96-98
2013
ISSN: 1619-2486

2011

Wiora, M.; Sadrifar, N.; Brühne, K.; Gluche, P.; Fecht, H.-J.
Correlation of microstructure and tribological properties of dry sliding nanocrystalline diamond coatings
In Franek, F. et al, editor, Proceedings of 3rd European Conference on Tribology (ECOTRIB 2011) Volume 1 , page 293-298.
Publisher: Österreichische Tribologische Gesellschaft, Wien
2011
ISBN: 978-3-901657-38-2

2010

Wiora, M.; Brühne, K.; Gluche, P.; Willey, T.M.; Kucheyev, S.O.; Biener, J.; Fecht, H.-J.
High wear-resistant and ultra-hard nanocrystalline diamond films
Proceedings of the ASME/STLE International Joint Tribology Conference 2009, IJTC2009 , page 99-101.
2010

2009

Wiora, M.; Brühne, K.; Flöter, A.; Gluche, P.; Willey, T.M.; Kucheyev, S.O.; Van Buuren, A.W.; Hamza, A.V.; Biener, J.; Fecht, H.-J.
Grain size dependent mechanical properties of nanocrystalline diamond films grown by hot-filament CVD
Diamond and Related Materials, 18(5-8):927--930
2009

2008

Wiora, M.; Brühne, K.; Caron, A.; Flöter, A.; Gluche, P.; Fecht, H.-J.
Synthesis, reliability and applications of nanocrystalline CVD-grown diamond and micro device fabrication
Technical Proceedings of the 2008 NSTI Nanotechnology Conference and Trade Show, NSTI-Nanotech, Nanotechnology 2008 Volume 1 , page 206--209.
2008

2007

Flöter, A.; Gluche, P.; Brühne, K.; Fecht, H.
Diamond coat hones the cutting edge
Metal Powder Report, 62(2):16--17,19-20
2007

2006

Biener, J.; Mirkarimi, P.B.; Tringe, J.W.; Baker, S.L.; Wang, Y.; Kucheyev, S.O.; Teslich, N.E.; Wu, K.J.J.; Hamza, A.V.; Wild, C.; Woerner, E.; Koidl, P.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Diamond ablators for inertial confinement fusion
Fusion Science and Technology, 49(4):737--742
2006

2005

Brühne, K.; Kumar, K.V.; Fecht, H.J.; Gluche, P.; Flöter, A.
Nanocrystalline HF-CVD-grown diamond and its industrial applications
Reviews on Advanced Materials Science, 10(3):224--228
2005
Kucheyev, S.O.; Biener, J.; Tringe, J.W.; Wang, Y.M.; Mirkarimi, P.B.; Van Buuren, T.; Baker, S.L.; Hamza, A.V.; Brühne, K.; Fecht, H.-J.
Ultrathick, low-stress nanostructured diamond films
Applied Physics Letters, 86(22):1--3
2005
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Bild der Hot-Filament Gasphasenabscheidung
Anlage zur Hot-Filament Gasphasenabscheidung (HF-CVD) von nanokristallinem Diamant