【摘 要】
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关于p型半导体金刚石能够合成和应用,而对于n型半导体金刚石的制备,S和P掺入金刚石晶格中比较困难。B和N元素是金刚石晶体中最常见的元素,在以往的实验和理论计算中可以得出:B协同S掺杂有利于合成出低电阻率的金刚石大单晶。而氮对硫进入金刚石的影响研究较少。因此,本文在高温高压下利用温度梯度法,在Fe Ni触媒体系中,以Ti/Cu作为除氮剂,NiS作为硫源,探究金刚石大单晶中存在的氮元素和B、N协同硫掺
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关于p型半导体金刚石能够合成和应用,而对于n型半导体金刚石的制备,S和P掺入金刚石晶格中比较困难。B和N元素是金刚石晶体中最常见的元素,在以往的实验和理论计算中可以得出:B协同S掺杂有利于合成出低电阻率的金刚石大单晶。而氮对硫进入金刚石的影响研究较少。因此,本文在高温高压下利用温度梯度法,在Fe Ni触媒体系中,以Ti/Cu作为除氮剂,NiS作为硫源,探究金刚石大单晶中存在的氮元素和B、N协同硫掺杂对硫掺杂效率的影响。对合成晶体进行测试得到了以下研究成果:1.在Ib型金刚石和IIa型金刚石系统中进行NiS掺杂,相同NiS掺量下,Ib型金刚石中掺入硫的含量高于IIa型金刚石,即金刚石中氮的存在使硫更容易进入到金刚石中,并以C-S-O,S-O,C-S键形式存在于金刚石晶格中。2.在相同掺量NiS下,随着C3N6H6掺量的增加,硫进入金刚石的含量也随之增加,即氮的掺入有助于提高S在金刚石中的掺杂效率,并以C-S-O,S-O,C-S键形式存在于金刚石晶格中;随着NiS和C3N6H6掺量的增加,N-NiS共掺杂合成金刚石晶形发生了改变,金刚石生长V型区发生偏移。3.在相同掺量NiS下,随着B掺量的增加,硫进入金刚石的量减少,晶体质量也随之变差。适当掺量B有助于硫进入金刚石晶格中,当B掺量过高时,硫进入金刚石的量减少;硫以C-S-O,S-O,C-S键形式存在于金刚石晶格中;随着NiS和B掺量的增加,使得金刚石生长的V型区发生偏移。图39幅,表16个,参考文献75篇
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