Исследовать электрическую и магнитную активность синтетических алмазов и создать термочувствительные приборные структуры на их основе: подпрограмма «Кристаллические и молекулярные структуры» ГПНИ «Функциональные и композиционные материалы, наноматериалы» на 2011-2013 гг.: отчет о научно-исследовательской работе (заключительный) / БГУ ; научный руководитель М. С. Русецкий

Abstract

Объектом исследования является синтетический алмаз производства РУП «Адамас» синтезированный при высоких давлениях и температурах. Цель работы – исследование слоев алмаза модифицированных ионной имплантацией для создания приборных структур на их основе. Основными методами исследования являлись измерение вольтамперных характеристик, температурных зависимостей проводимости, ИК-Фурье спектроскопия поглощения. В результате проведенной работы было установлено, что применение ионной имплантации ионов бора с последующим термическим отжигом при температурах не ниже 1500 С позволяет создать на бесцветных участках кристалла слои с достаточно высокой проводимостью и энергией активации проводимости до 0.37 эВ. На желтых участках кристаллов создание таким методом слоев с высокой проводимостью и высокой же (более 0.1 эВ) энергией активации проводимости невозможно Значительная неоднородность кристаллов делает этот метод малопригодным для реальных технологических применений. Исследование проводимости слоев алмаза непосредственно после ионной имплантации любых типов ионов показали возможность формирования достаточно высокой проводимости, обусловленной радиационными дефектами. Установлено, что доза аморфизации алмаза при имплантации ионов фосфора с энергией 180 кэВ лежит в пределах от 3•1014 до 1015 см-2. Величина проводимости зависит от дефектно - примесного состава исходного кристалла, однако в значительно меньшей степени, чем в случае легирования алмаза бором. При дозах имплантации меньших дозы аморфизации величина проводимости недостаточно высока для практического применения. В случае больших доз имплантации наблюдается высокая проводимость, но полученные таким образом слои являются нестабильными при повышенных температурах. Использование доз имплантации вблизи дозы аморфизации позволяет сформировать терморезистивные слои с удовлетворительными параметрами и хорошей технологической воспроизводимостью. На основании разработанных технологических приемов изготовлены экспериментальные образцы датчиков температуры, встроенных в алмазные теплоотводы.