Please use this identifier to cite or link to this item:
https://elib.bsu.by/handle/123456789/178401
Title: | Исследовать электрическую и магнитную активность синтетических алмазов и создать термочувствительные приборные структуры на их основе: подпрограмма «Кристаллические и молекулярные структуры» ГПНИ «Функциональные и машиностроительные материалы, наноматериалы» : отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель Н. А. Поклонский |
Authors: | Поклонский, Н. А. Власов, А. Т. Вырко, С. А. Сягло, А. И. Горбачук, Н. И. |
Keywords: | ЭБ БГУ::ЕСТЕСТВЕННЫЕ И ТОЧНЫЕ НАУКИ::Физика ЭБ БГУ::ТЕХНИЧЕСКИЕ И ПРИКЛАДНЫЕ НАУКИ. ОТРАСЛИ ЭКОНОМИКИ::Химическая технология. Химическая промышленность |
Issue Date: | 2013 |
Publisher: | Минск : БГУ |
Abstract: | Объект исследования — монокристаллы природных и синтетических алмазов, поликристаллические алмазы, выращенные CVD методом, парамагнетизм алмазных материалов и прыжковый перенос электронов. Цель работы — разработать физико-технологические основы контроля и управления электропроводностью и магнитной восприимчивостью синтетических алмазов, содержащих радиационные дефекты, а так же примеси азота, бора и металлов-катализаторов, для целей электроники и сенсорики. Методы исследования — спектроскопия оптического поглощения, фотолюминесценции, комбинационного рассеяния света; электронный спиновый резонанс; импедансная спектроскопия; компьютерное моделирование, численный эксперимент. В результате выполнения работы установлено, что в природном алмазе типа Ia имплантацией ионов никеля (энергия 335 МэВ, флюенс 51014 см–2), в диапазоне 1350–1820 см1 впервые выделено около 20 узких (шириной 5–13 см1) полос, обусловленных локальными колебаниями собственных дефектов в разупорядоченной алмазной матрице. Обнаружено, что в широком диапазоне радиационных повреждений (вдоль шлифа) пиковая интенсивность полосы 1490 см1 пропорциональна интенсивности алмазного пика, а полосы 1630 см1 — интенсивности полосы 100–1375 см1, обусловленной разупорядочением алмаза имплантацией. Выявлена немонотонность амплитуды пика КРС алмаза в области глубже расчетной длины проекционного пробега ионов никеля ≈29,2 мкм. Методом ЭСР впервые выявлено наличие уединенных областей магнитного упорядочения электронных спинов (суперпарамагнитных кластеров) в поликристаллической CVD алмазной пластинке, облученной быстрыми реакторными нейтронами флюенсом 3•1018 см–2. Предложена модель, связывающая появление новых линий в ЭСР-спектре (g-факторы gl gp 2,7 и gh gn 1,7) при комнатной температуре со скоплением парамагнитных радиационных дефектов структуры в виде уединенных шарообразных суперпарамагнитных кластеров (ферронов). В облученной реакторными нейтронами (флюенсом 31018 см2) пластинке поликристаллического CVD-алмаза обнаружены также метастабильные спиновые состояния (типа спинового стекла). Сформулированы соотношения для прыжкового тока в кристаллическом полупроводнике по неподвижным s-дефектам одного сорта в двух зарядовых состояниях (1, 1), которые вместе с уравнением непрерывности для мигрирующих по кристаллу зарядовых состояний (1, 1) неподвижных точечных s-дефектов, а также уравнением Пуассона, определяющим напряженность электрического поля внутри полупроводника, составляют систему уравнений, описывающих прыжковую миграцию биполяронов по s-дефектам с отрицательной энергией корреляции. Получена также аналитическая зависимость длины экранирования от концентрации прыгающих пар электронов (биполяронов) по s-дефектам в зарядовых состояниях (1, 1) и от температуры. Исследован концентрационный фазовый переход изолятор–металл в синтетических алмазах, легированных бором. Впервые обнаружено значительное (до двух тысяч раз) увеличение макроскопической диэлектрической проницаемости алмазов на частоте до 3 МГц при увеличении концентрации бора, что связано как с вкладом в проницаемость электрически нейтральных атомов бора, так и микроскопически неоднородным распределением атомных дефектов структуры, а также дырок v-зоны в образцах алмаза. Разработана схема установки для бесконтактного измерения удельной электрической проводимости образцов кристаллов алмаза. В отличие от известных методов СВЧ-измерений, когда образец для каждого измерения необходимо специально фиксировать в рабочем резонаторе, в предлагаемой методике образец пролетает через резонатор, что обеспечивает быстрое измерение параметров образца. Изготовлен макет установки. |
URI: | http://elib.bsu.by/handle/123456789/178401 |
Registration number: | № гос. регистрации 20113285 |
Appears in Collections: | Отчеты 2013 |
Files in This Item:
File | Description | Size | Format | |
---|---|---|---|---|
отчет Поклонский 20113285.doc | 4,52 MB | Microsoft Word | View/Open |
Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.