Diamanten 💎 aus der Schmelze

[Lightsource]

Das Programm, das zum Zusammenfügen geeignet ist, nennt sich CombineZP von Alan Hadley. Ich weiß aber nicht, ob es das noch gibt.
In der Astrofotografie benutzt man das auch.
Ja, die Idee mit der Z-Achse wollte ich auch schon mal bei uns im Labor umsetzen. Allerdings haben wir da so ein wackeliges Stereo-Mikroskop, das keinen Feinantrieb besitzt. Das wäre ein ziemlicher Aufwand gewesen, mit Übersetzung und so…
Wir haben da eine Mikroskopkamera von Bresser drauf sitzen, da war eine ganz nette Software dabei. Die konnte das Zusammenfügen auch halbautomatisch machen. Immer wenn die Kamera scharfe Teile im Bild erkannt hat, hat sie Aufnahmen gemacht. Bei einem Stereomikroskop ist das allerdings auch etwas doof, weil das Bild beim Verfahren der Z-Achse sich auch seitlich bewegt.

[VDX]

… bei 10µm-Schritten ist der Unterschied zwischen “scharf” und “unscharf” noch nicht so groß, daß die Software das sauber auftrennen kann.

Was in der Hinsicht auch noch gehen könnte, ist das “Farbtrennverfahre”, wie es im Chorcodile 3D-Sensor verwendet wird.

Dabei wird eine Weißlicht-Quelle mit kurzem Fokusabstand auf einen kleinen Punkt fokussiert – was dabei passiert, ist, daß (wie bei einem Prisma) die unterschiedlichen Wellen unterschiedliche Fokusabstände aufweisen - Blau etwas näher, Rot etwas weiter weg, als der “grüne” Mittelwert.

Damit wird eine 3D-Oberfläche auch “farbig” ausgeleuchtet, mit der entsprechenden 3D-Information im Bild … das dann mit “image-stacking” kombiniert, erlaubt eine ziemlich präzise und schnelle 3D-Aufnahme/Erkennung mit Video-Mikroskopen

[axon-F]

Hallo und einen schönen Karfreitag- Abend, herzlichen Dank noch an euch, Lightsource und VDX für euren Beitrag. Von meinem Mikroskop mit Tablett kann ich hier leider nichts posten, da der Browser für diese Software zu alt ist. Im alten Mosfetkiller Forum gehts aber noch, hier der Link dazu Diamanten züchten - Seite 3 - mosfetkiller-Forum . Wie bei der Kaffeekapsel schon gezeigt, kann man mit verschiedenen Einstellungen und Beleuchtungen - Halogen - LED - UV Licht unterschiedliche Strukturen ausmachen. Diese sind aber immer nur in einem sehr kleinen Bereich scharf. Mit dem Grob - Feintrieb stelle ich zunächst einen bestimmten Bereich scharf, den Rest erledigt dann der Auto - Focus des Tablett s, mehr oder weniger gut​. Bei so Brocken mit ner Größe von 0,5 mm erhält man so alle par Hundertstel Millimeter ein scharfes Bildchen, mit ner entsprechen Manipulation wird so ein Bildchen noch aussagekräftiger. Am Mikroskop- Tisch kann ich noch ein Standard x - y Antrieb anbringen, mit dem Nonius ist da ne Auflösung von 0,1 mm möglich, ist aber sehr umständlich . Besser wäre da ne angefriemelte Digitale - Schiebelehre, so könnte man bestimmte Bereiche auch wieder finden, vorausgesetzt man verwendet eine standardisierte Probenunterlage - Deckglas. Unter Diamant züchten im alten Mosfetkiller Forum poste ich noch ein paar schöne Aufnahmen. Viele herzliche Grüße von axon-F und ne gute Nacht

[axon-F]

Hallo und einen schönen Ostersamstag, die Teile für so einen Antrieb fürs Mikroskop habe ich schon lange herumliegen . Der 28BJY- 48 Schrittmotor und der Treiber sind nicht besonders stark, dieser hat ne Übersetzung von 64 zu 1, an den Grob- Feintrieb des Mikroskop s kommt noch ein Zahnradtrieb Modul 0,5 mit ner Übersetzung von ? zu 100. Das sollte doch für die Verstellung reichen, dazu kommen noch zwei Taster für hoch und runter. Die entsprechenden Schritte muß ich dann noch berechnen, ich hatte gedacht, ein bisschen mehr ist wohl besser.

, auch wegen dem Anfangs- Drehmoment. An den Treiber kommt noch ein separates 5V 2 A Netzteilchen mit 100 uf. Den Sketch würde ich direkt so von Edi s Techlab übernehmen, hier noch derLink dazu https://youtu.be/COR39hNQQvw?si=Vu45nUT52Mox30g7 . Da ich von der Materie eigentlich null Ahnung habe, bin ich da erst mal zufrieden, wenn sich der Schrittmotor überhaupt dreht. Viele herzliche Grüße von axon-F und noch schöne Osterfeiertage

[VDX]

… ic hab’ wieder zwei Testmuster zu “Carbon” bekommen - eins “Schwarz auf Alu” (laut Spezi mit sp2-Konfiguration), das andere “Durchsichtig auf Glas” mit sp3-Konfiguration – das sollte dann doch eigentlich Diamant sein, oder?

[VDX]

… hier die beiden neuen “Carbon”-Tesmuster mit “schwarz” (sp2) auf Alu und “durchsichtig” (sp3) auf Glas - diesmal am Rand etwas “unschärfer” und im “schwarzen” auch etwas “durchsichtig” mit drin (bzw. am Rand, wo mehrfach drübergelasert wurde):

[axon-F]

Hallo und einen schönen guten Dienstagmorgen, hallo grüß dich VDX, damit Diamant wachsen kann, braucht s eben zwingend Methan. Dieses hat nur ein C - Atom, mit 4 Wasserstoff- Atome, das erleicht vielleicht auch die Bildung der starken sp3 Orbitale des Diamant s . Die Herstellung von Methan aus Natriumacetat mittels Reagenzglas ist eher was für den Nachweis von Methan. Mit dem Laborofen ist dies schon möglich, aber das Röhrchen verstopft doch auch schnell, mit dem lieben Bunsenbrenner geht das viel gleichmässiger, und man kann die Salze besser schmelzen. Das entstande Natriumcarbonat -bekommt man am besten mit heißen Wasser aus dem Boro Reagenzglas, da sich sonst das Salz allmählich durch das Glas frisst. Nachbau geschieht wie immer auf eigene Gefahr! Viele herzliche Grüße von axon-F.

[VDX]

… beim Kohlenstoff “auflasern” wird ein Plasma erzeugt, aus dem heraus sich dann Kohenstoff auf der gegenüberligeneden Oberfläche auskondensiert … je nach Parametern und mittlerer Energie über die Pulszeit eben als sp2 oder sp3.

Inwiefern der “durchischtige” Kohlenstoff sich als Diamant ausbildet ist noch die (interessante) Frage

Wenn ich das mehrfach aufeinander auflasere, wird die Schicht immer dicker – und da “durchsichtig”, werden die älteren Schichten auch nochmal mit “durchmischt”, was da ebenfalls komische Sachen mit macht …

[VDX]

… um das mit dem “mehrfach drüberlasern” am Rand besser sehen zu können, hier noch zwei Testmuster mit Aluminium und Stahl, jeweils auf Glas:

[VDX]

… weil der Rand der schwarzen Schicht auf Alu beim nochmaligen Drüberlasern “durchsichtig” wird, nehme ich an, daß im ersten Durchgang der Kohlenstoff mit sp2-Orbitalen bzw. -Konfiguration “schwarz” auskondensiert und beim 2. Mal drüberlasern ausreichend Energie absorbiert, um sich teilweise in die “durchichtige” sp3-Konfiguration umzuwandeln

[axon-F]

Hallo und einen schönen Dienstagnachmittag, hallo grüß dich VDX, die Frage, wie erkennt man mikro- kristallienen Diamant , stelle ich mir ebenso. Schwarzlicht - UV - Licht wäre ne Möglichkeit fluoreszenz zu erkennen. Wenn die Schicht dick genug ist, könnte man ein Deckglas darauf bewegen, und schauen wie sich die Oberfläche verhält.

[VDX]

… ich habe mit einer Keramik-Klinge ausprobiert, ob die durchsichtige Schicht ggf. “kratzfester” ist, als das Glas darunter … hab’ aber keinen merklichen Unterschied bemerkt – die Klinge ritzt da genauso durch, wie vorher durch Glas.

Könnte aber auch daran liegen, daß das nur wenige 10 Nanometer Dicke sind oder die Schicht nicht komplett homogen, sondern noch “schaumig” … wenn mehrere (viele) Schichten und mehrfach durch Lasern “durchmischt”, wird das normal etwas fester (z.T. bei Metallen auch eine Art “Laser-Schmieden” bzw. Verdichten)

[axon-F]

Hallo grüß dich VDX, bei verdampften und oxidierten Alu könnte es sich auch um Aluminiumoxid- KORUND - Rubin handeln. Mit ner mittelschwachen Säure könnte man die Oberfläche kurz beizen, und die mit ner Aufnahme die zuvor gemacht wurde, vergleichen. Nur würde ich eben keine Flusssäure nehmen, diese greift Diamant - Kohlenstoff an, ist ja auch viel zu gefährlich.

[VDX]

… die “Carbon”-Testmuster sind nur mit einer vorher per PVD aufgebrachten um 100nm dicken Schicht Kohlenstoff (noch durchscheinend) auf einer 73µm dicken Kunststoffolie hergestellt (glaub’ PE) – da ist kein weiterer “Fremdstoff” dabei - und die “Alu-Unterlage”, auf welche die “schwarze” Schicht aufgelasert wurde, wird dabei auch nicht angegriffen oder erhitzt (zumindest nicht so stark, daß da was ausgast).

Die “durchsichtige” Schicht ist mit der gleichen Vorbeschichtung auf Glas aufgebracht … da ist auch nichts anderes dabei.

So schauen die per PVD “vorbeschichteten” Kunststoffrollen aus, von denen ich das jeweilige Material runterdampfe bzw. “übertrage” - hier die mit Kohlenstoff, mit der die beiden Testmuster gemacht wurden (die linke Rolle ist “Steel”, bei der gleich dicken Vorbeschichtung nicht mehr durchsichtig) :

[Lightsource]

Ihr könntet eventuell über den Brechungsindex den Diamant identifizieren.
Das wird zwar kniffelig, bei diesen kleinen Schichten, aber immerhin hat
Diamant einen sehr hohen Wert.

[axon-F]

Hallo und einen schönen Dienstagabend, hallo VDX und Lightsource, ich habe noch ne schöne Dissertation zum Thema Abscheiden von Diamat- Schichten - Synthese gefunden, hier wird auch das gängige CVD Verfahren - Laserablation von Graphit beschrieben. Hier noch der Link dazu https://opus.bibliothek.uni-augsburg.de/opus4/files/1040/Dissertation_Gsell.pdf , ist aber eher was für ein Physiker wie dich . Die Keimbildung - Nucleation ist dabei immer der erste Schritt zum wachsen einer Diamant Schicht. In meinem Lichtbogen- Ofen hatte ich auch schon interessante Abscheidungen erzielen- schaffen können. Auch meine seltsame Kaffee - Kapsel könnte doch auch eine besondere Varität von Graphit - Carbon Onions sein . Viele herzliche Grüße von axon-F .

[VDX]

Danke! - lese ich mir bei Gelegenheit durch.

Mit der “Laser-Ablation” bzw. PLD = Pulsed Laser Deposition erzeugen sie einen “atomaren Nebel”, der sich dann über einige Entfernung af dem Target niederschlägt.

Bei meinem Verfahren wird eher “physikalische Nanochemie” im Bereich des Laserspots (typisch 30-50µm Durchmesser) und über einen Abstand zum Target von wenigen Mikrometern ausgeführt – dabei wird die ggf. noch zwischen dem Material-Träger und Target noch vorhandene Restluft oder Schutzgas durch das sich bildende Plasma verdrängt, so daß praktisch ein “material-reines” Volumen entsteht, in dem das nicht rausgedrückte Material (manchmal auch ein kompletter “Fladen”) durch den Gasdruck auf das Target “aufgebügelt” wird bzw. aus der Gas/Plasma-Phase auskondensiert … in der Pulszeit (einige wenige bis einige Hundert Nanosekunden - bei mir z.B. Regelbereich zwischen 4-350ns) wird das Gas/Plasma-Volumen und auch die Target-Oberfläche aufgeheizt, so daß da auch noch einige Interaktionen zwischen Target und Material-Wolke ablaufen.

Bei den weiter aufgedampften/aufgelaserten Schichten dann wieder “sortenrein”, nur noch mit dem übertragenen Material …

[axon-F]

Hallo und viele Grüße aus der schönen Schwyz, hallo VDX, wie wärs mal mit ner Methan - Argon Atmosphäre, ohne Sauerstoff dürfte es ja auch nicht rummpeln, da müßte man den Laser plus Tisch in ne Kammer bauen. So ein Selbstbau Spektroskop - IR Spektrometer steht bei mir auch ganz oben auf der Agenda. Ich wollte immer schon so ein Papp - Handspektroskop etwas modifizieren. An die Mattscheibe kommt eine kleine Webcam ohne IR Filter, die Optik wird umgedreht, und alles kommt in ne Alu - Box in Vantablack . Die ganze Mimik kommt ans Mikroskop mit zwei Okulare. Viele herzliche Grüße und ne gute Nacht.

[VDX]

… bei mir gehts weniger um “Diamant”, als entweder um Graphen oder “viele” abwechselnde Schichten aus unterschiedlichen Materialien - das mit sp3-Kohlenstoff ist dann eher eine Ablenkung … mache ich, wenn ich etwas Zeit nebenher finde

Schutzgas oder auch Methan-Argon wäre einfach zu machen, lohnt sich bei “direkt-Kontakt-Übertragung” aber nicht wirklich … vor Allem, weil ich ständig die Material-Träger in und aus dem Aufbau bewege, wenn ich die Schichten aufbaue und/oder die Materialien wechsele.

Hab’ mir auch schon mehrfach überlegt, als “Target” keine Platte, sondern eine flüssige Metalloberfläche zu verwenden …

[axon-F]

Hallo und einen schönen Freitagnachmittag, hallo grüß dich VDX, herzlichen Dank noch für deinen Beitrag. Ich wollte gerade den Sketch für den Schrittmotor abschreiben, aber immer kommt die Fehlermeldung - AccelStepper.h: No such file or directory - compulation terminated. - exit status 1 - AccelStepper h: No such file or directory. In der Zeile (-moveRev); , habe ich wirklich ein minus eingegeben.

Kann aber auch gut sein das der Sketch ein Fehler hat, oder ich doch ein Zeichen falsch gesetzt habe. Hinter dem // sind nur die Kommentare, beim Sternchen könnte ich auch einen Fehler haben, den Kommentar für die Pin - Belegung des Schrittmotors habe ich jetzt in die Richtige Zeile gesetzt. Viele herzliche Grüße aus der lieben Schweiz.