Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента
Изучена структура полупроводниковых монокристаллов алмаза, выращенных методом температурного градиента. Установлено, что образцы имеют сложное секториальное строение. Изучена возможность выращивания кристаллов алмаза, в объеме которых одна из пирамид роста имеет преимущественное развитие и является...
Gespeichert in:
| Veröffentlicht in: | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
|---|---|
| Datum: | 2011 |
| Hauptverfasser: | , , , , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russisch |
| Veröffentlicht: |
Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України
2011
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63245 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента / А.П. Чепугов, А.Н. Катруша, Л.А. Романко, С.А. Ивахненко, О.А. Заневский, А.И. Марков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 254-261. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859636503511040000 |
|---|---|
| author | Чепугов, А.П. Катруша, А.Н. Романко, Л.А. Ивахненко, С.А. Заневский, О.А. Марков, А.И. |
| author_facet | Чепугов, А.П. Катруша, А.Н. Романко, Л.А. Ивахненко, С.А. Заневский, О.А. Марков, А.И. |
| citation_txt | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента / А.П. Чепугов, А.Н. Катруша, Л.А. Романко, С.А. Ивахненко, О.А. Заневский, А.И. Марков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 254-261. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения |
| description | Изучена структура полупроводниковых монокристаллов алмаза, выращенных методом температурного градиента. Установлено, что образцы имеют сложное секториальное строение. Изучена возможность выращивания кристаллов алмаза, в объеме которых одна из пирамид роста имеет преимущественное развитие и является доминирующей. Измерена удельная электропроводность. Показана возможность получения довольно однородных полупроводниковых образцов из частей объема, принадлежащих отдельным пирамидам роста монокристалла алмаза.
Вивчено структуру напівпровідникових монокристалів алмазу, вирощених методом температурного градієнта. Встановлено, що зразки мають складну секторіальну будову. Вивчено можливість вирощування кристалів алмазу, в об’ємі яких одна з пірамід росту має переважний розвиток і є домінуючою. Виміряно питому електропровідність. Показано можливість отримання доволі однорідних напівпровідникових зразків з частин об’єму, що належать окремим пірамідам росту монокристалу алмазу.
The structure of semiconducting diamond single crystals grown by temperature gradient method were studied. It is established that the samples has complex sectorial structure. The possibility of growing diamond crystals in volume of which one of the growth pyramids has a preferential development and is the dominant one were studied, measurements of their electrical conductivity were performed. It is shown that it is possible to obtain homogeneous semiconductor samples from parts that belonging to individual growth pyramids of a single diamond crystal.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:16:10Z |
| format | Article |
| fulltext |
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
254
8. Писаренко Г. С., Лебедев А. И. Деформирование и прочность материалов при сложном на-
пряженном состоянии. – К.: Наук. думка, 1976. – 412с.
9. М88 Украины 26.8-299:2010. Методика определения коэффициента термостабильности шлиф-
порошков синтетических алмазов. – К.: ИСМ им. В.Н. Бакуля НАН Украины, 2010. – 7 с.
10. Повышение износостойкости бурового инструмента, оснащенного синтетическими алмазами /
Новиков Н. В., Богатырева Г. П., Ильницкая Г. Д. и др. // Сверхтвердые мат. – 2009. – № 1. –
С. 83–92.
11. М88 Украины 90.256–2004. Методика определения удельной магнитной восприимчивости
порошков сверхтвердых материалов (СТМ). – К.: ИСМ им. В. Н. Бакуля НАН Украины, 2004.
– 9 с.
Поступила 20.06.11
УДК 546.26-162
А. П. Чепугов; А. Н. Катруша, Л. А. Романко, кандидаты технических наук;
С. А. Ивахненко, д–р техн. наук; О. А. Заневский, канд. хим. наук; А. И. Марков
Институт сверхтвердых материалов им. В. Н. Бакуля НАН Украины, г. Киев
ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ
АЛМАЗОВ, ВЫРАЩЕННЫХ МЕТОДОМ ТЕМПЕРАТУРНОГО ГРАДИЕНТА
Изучена структура полупроводниковых монокристаллов алмаза, выращенных методом
температурного градиента. Установлено, что образцы имеют сложное секториальное строение.
Изучена возможность выращивания кристаллов алмаза, в объеме которых одна из пирамид роста
имеет преимущественное развитие и является доминирующей. Измерена удельная
электропроводность. Показана возможность получения довольно однородных полупроводниковых
образцов из частей объема, принадлежащих отдельным пирамидам роста монокристалла алмаза.
Ключевые слова: легированные монокристаллы алмаза; секториальная структура; элек-
трофизические характеристики.
Введение
Использование алмаза, обладающего полупроводниковыми свойствами, в электронной
технике позволит существенно улучшить характеристики приборов и расширить области их
применения, повысить рабочую температуру,
получить высокотемпературные
радиационностойкие приборы с повышением их
мощности, быстродействия и частотного
диапазона [1].
Легирование алмаза в процессе роста
различными примесями, в первую очередь
бором, позволяет получать образцы с
различными электрофизическими
характеристиками и таким образом возможно
получение монокристаллов алмаза p-типа
проводимости с различным уровнем
легирования [2]. Важными критериями отбора
монокристаллов для полупроводниковой
техники являются степень компенсации и
равномерность распределения легирующей
примеси по кристаллу. Однако полученные
методом температурного градиента
монокристаллы алмаза проявляют
секториальную структуру: в одном образце
кристалла алмаза присутствует несколько
пирамид роста, различных по строению и
Рис. 1. Области образования разных форм кри-
сталлов алмаза [3]: 1 – куб;2 – куб с незначи-
тельным развитием граней октаэдра;3 – куб со
значительным развитием граней октаэдра;4 –
кубооктаэдр;5 – октаэдр со значительным
развитием граней куба;6 – октаэдр с незначи-
тельным развитием граней куба;7 – октаэдр
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
255
свойствам. Легированные бором кристаллы алмаза проявляют анизотропию электросопротивления,
которая обусловлена различием количества примесного бора и концентрации компенсирующей
примеси азота, прежде всего, в пирамидах роста куба и октаэдра. Это приводит к тому, что в одном
кристалле находится несколько областей с различными уровнями электропроводимости. Наличие в
объеме кристалла алмаза различных по структуре и свойствам областей значительно усложняет
изучение и воспроизводимость вольтамперных характеристик. Перспективным для использования
алмаза в качестве материала для полупроводниковой техники является выращивание
полупроводниковых монокристаллов, содержащих области однородные по электрофизическим
характеристикам.
Развитие пирамид роста в кристалле зависит от условий выращивания; степень развития форм
может изменяться от кристалла к кристаллу. Результаты анализа p,T–условий формирования
различных форм кристаллов алмаза показали, что при выращивании монокристаллов, полученных
при высоком давлении и температуре, существует морфологический ряд: куб – кубооктаэдр –
октаэдр. Варьируя условиями роста, возможно получение алмазов с преобладающим развитием
граней куба или октаэдра (рис. 1).
Поскольку пирамиды роста октаэдра обладают большей электропроводностью по сравнению
с пирамидами куба [4], для получения образцов алмаза, обладающих полупроводниковыми
свойствами, предпочтительными являются кристаллы, в объеме которых доминирующее значение
имеют октаэдрические пирамиды роста.
В настоящей работе методом температурного градиента Стронга–Венторфа [5] получили
партии монокристаллов алмаза с различной концентрацией легирующей примеси бора. Для
экспериментов по выращиванию монокристаллов алмаза использовали аппарат высокого давления
(АВД) типа «тороид» (рис. 2).
Для получения полупроводниковых кристаллов
алмаза (тип IIb) в исходный графитовый порошок,
представляющий собой источник углерода, вносили
добавку бора, содержание которой варьировали для
изменения степени легирования монокристаллов алмаза.
Для выращивания использовали затравочную
систему, состоящую из шести затравочных кристаллов
размером 0,3–0,5 мм, которые были изолированы от
сплава растворителя слоем платины для
предупреждения растворения при плавлении сплава-
растворителя. Процесс выращивания проводили при
давлении 6 ГПа и температуре 1350–1450 ºС.
Для дальнейших измерений использовали
полупроводниковые алмазные пластины, полученные из
выращенных монокристаллов алмаза. Из определенных
участков исходного кристалла путем сошлифовывания
изготовили плоскопараллельные пластины, причем их
стороны ориентированы параллельно грани {111}. Для
определения электрофизических характеристик образцов на противоположные стороны алмазных
пластин через маску наносили омические контакты.
Для получения хорошей адгезии нанесенного слоя титана и стабильного омического контакта
поверхность полученных пластин была очищена по следующей схеме:
– обработка образцов в ацетоне для снятия с поверхности образцов органических веществ;
– обработка поверхности образцов в хромовой смеси (смесь хромового ангидрида и серной
кислот в соотношении 1:1) при температуре не выше 70 °С в течение 20±2 мин для удаления с
поверхности образцов следов графита и металлических примесей. После обработки образцы
тщательно промывали до нейтральных вод;
– обработка образцов в перекиси водорода для удаления с поверхности образцов следов
неметаллических примесей. После обработки тщательно промывали образцы до нейтральных
вод;
– промывание и кипячение образцов в дистиллированной воде для удаления с поверхности
образцов остатков реагентов;
– промывание образцов в парах толуола или петролейном эфире, сушка на воздухе.
Рис. 2. Схема сборки ростовой ячейки
АВД типа «тороид» для выращивания
полупроводниковых монокристаллов
алмаза
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
256
Электрические контакты изготовляли нанесением через маску на противоположные
химически очищенные поверхности алмазных пластин адгезионного слоя титана и
электропроводного слоя меди методом магнетронного распыления при постоянном токе в вакууме.
Контакты имели форму окружности диаметром 0,9 мм, наносили их на обе противоположные
поверхности образцов.
Определяли удельное сопротивление методом измерения вольтамперных характеристик
(ВАХ) при постоянном токе и комнатной температуре. Сопротивление образцов определяли на
омическом участке ВАХ. Удельное сопротивление рассчитывали с учетом геометрических размеров
электродов по формуле ρ= U
I
S
h , где U – напряжение; I – сила тока; S – площадь электрического
контакта; h – толщина образца.
Для определения сопротивления образцов использовали стенд, разработанный для измерения
электросопротивления алмаза и кубического нитрида бора, а также композитов сверхтвердых
материалов на их основе при комнатной температуре в широком интервале напряжений.
Электрическая схема стенда смонтирована на базе электрометра Agilent 4339B и обеспечивает
диапазон измерения электросопротивления R ~ 10–4–1013 Ом.
Результаты и их обсуждение
Получили 4 партии кристаллов алмаза общим весом 0,85–2,0 ct. При выращивании в источник
углерода вводили различное количество бора (1,5–2,5 % масс.), что обеспечило получение
кристаллов с разным уровнем легирования. Визуально образцы представляли собой однородно
окрашенные кристаллы черного цвета различного габитуса: от кубооктаэдрического до
октаэдрического; второстепенные грани {311} и {110} обладали незначительным развитием.
Выращивание монокристаллов алмаза в условиях, соответствующих области, близкой к линии
равновесия графит–алмаз, позволило получить полупроводниковые кристаллы алмаза
октаэдрического габитуса с развитием граней октаэдра до 80–90 %. Из полученных партий
кристаллов изготовили полупроводниковые пластины. При изготовлении пластин,
плоскопараллельные грани которых ориентированы параллельно одной из граней {111} исходного
кристалла, старались добиться исключения из их объема пирамид роста не соответствующих {111}.
Получили пластины, (см. таблицу 1) толщиной 1,05–1,49 мм, равномерно черного цвета и без
визуально видимой зонально-секториальной структуры. Все образцы пластин для исследования
получили из пирамиды роста октаэдра; таким образом обеспечили максимальную однородность
образцов. Для получения образца 34 (рис. 3) использовали пластину, вырезанную из кристалла, с
максимальным уровнем легирования (2,5 % масс.); кристалл имел четко выраженный октаэдрический
габитус с незначительным развитием граней {113}.
Таблица 1. Характеристики пластин, вырезанных из полупроводниковых алмазов с разным
уровнем легирования бором
№ Толщина,
мм
Уровень легирования,
% масс.
Присутствующие в
образце формы роста
Удельное
сопротивление, ρ,
Ом·см
34 1,49 2,5 {111} 2,6·104
38 1,35 2 {111}
{311} незнач.
4,3·104
40 1,05 1,5 {111}
{100} незнач.
{113} незнач.
27·104
31 1,13 1,5 {111}
{100} незнач.
27,7·104
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
257
а б
Рис. 3. Изображения образца 34. а – оптическое изображение, б – картина УФ-люминесценции
Толщина полученной пластины 1,49 мм. Картина УФ-люминесценции пластины, полученной
при длине возбуждающей волны 180 нм, однородна, что свидетельствует о фактически полном
заполнении объема образца пирамидой роста октаэдра (рис. 3).
Образец 31 получили из кристалла, выращенного в условиях содержания бора в источнике
углерода 1,5 % масс. Исходный кристалл имел октаэдрический габитус с незначительным развитием
граней {100} и {113}. Толщина пластины составила 1,13 мм. Несмотря на визуально равномерную
расцветку образца 31, изучение его УФ-люминесценции (рис. 4) позволило выявить кроме области,
сформированной пирамидой роста октаэдра, также области, принадлежащие другим формам ({100} и
{113}). Таким образом, в данной пластине присутствует несколько различных по свойствам областей:
характеризующаяся зеленым свечением область (принадлежит пирамиде октаэдра), а также синие
области (кубическая и тетрагонтриоктаэдрическая). Однако в целом большая часть пластины
принадлежит октаэдрической пирамиде исходного кристалла, что позволяет сделать заключение об
относительной однородности центральной части образца.
а б
Рис. 4. Образец 31: а – оптическое изображение, б – картина УФ-люминесценции
При изготовлении образцов 38 и 40 использовали кристаллы среднего уровня легирования, при
выращивании которых использовали источник, легированный бором в количестве 2 % масс. В
формировании габитуса кристалла, использованного для получения образца 38, наибольшее значение
имели грани {111} и {113}; грани {100} отсутствовали. Толщина образца составила 1,35 мм. Исходный
кристалл образца 40 имел кубооктаэдрический габитус с одинаково хорошо развитыми гранями {111} и
{100}, также присутствовали малоразвитые грани {113}. Толщина пластины составила 1,05 мм. Как и
образец 31, эти два образца несмотря на визуально однородное строение при более глубоком изучении
показали секториальность строения, что проявляется в наличии на картине УФ-люминесценции
нескольких областей свечения (рис. 5 и 6). Большая часть объема пластины 40 сформирована зеленой
областью, обрамленной голубыми областями, в формировании которых участвовали пирамиды роста
куба. УФ-люминесценция образца 38 демонстрирует значительное развитие области голубого свечения,
образование которой, по-видимому, связано с присутствием области роста тетрагонтриоктаэдра.
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
258
а б
Рис. 5. Образец 38: а – оптическое изображение, б – картина УФ-люминесценции
а б
Рис. 6. Образец 40: а – оптическое изображение, б – картина УФ-люминесценции
В целом из анализа картины УФ-люминесценции следует, что образцы, полученные из
кристаллов с явно выраженным октаэдрическим габитусом, довольно однородны по строению. В
полученных образцах значительный объем занимает пирамида роста октаэдра, другие формы роста
представлены незначительно либо исключены.
Для образцов полупроводниковых алмазных пластин получили вольтамперную
характеристику (ВАХ). Измерения проводили так, чтобы контакты, нанесенные на противоположные
стороны пластин, попадали на области, принадлежащие одной пирамиде. Вольтамперная
характеристика образца 34, построенная в двойном логарифмическом масштабе, показана на рис. 7;
ВАХ содержит несколько прямолинейных участков: омический (на этом участке наблюдается
линейная зависимость тока от напряжения I~U) и квадратичный (I~U2), который появляется при
напряженности электрического поля Е = 20 В/см, что характерно для токов ограниченных
пространственным зарядом.
ВАХ образца 34 измеряли как в прямом, так и в обратном направлении (при постепенном
увеличении, а затем постепенном уменьшении приложенного напряжения). Зная толщину образца, а
также размер нанесенных контактов, определяли удельное сопротивление пластин на омическом
участке ВАХ; для образца 34 оно составило 2,6·104 Ом·см.
Температурная зависимость электропроводности была измерена в температурном диапазоне
300–500 К при фиксированном напряжении из области линейной зависимости ВАХ и представлена в
координатах lg I = 103/T.
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
259
0,01 0,1 1
1E-8
1E-7
1E-6
1E-5
I, A
E, V/cm 0,01 0,1 1
R,Ом
R=5.04 105 Ом·см
r=2.6 104 Ом·см
E, В/см
а б
Рис. 7. ВАХ, полученная для образца 34. Прямому измерению соответствуют значения,
обозначенные на графике треугольниками, измерению в обратном направлении значения
обозначенные кружочками
Для образца 34 наблюдали два участка на кривой, характеризующей температурную
зависимость электропроводности (рис. 8), причем для участка более высоких температур Ea=0,72 эВ,
что значительно больше энергии активации примеси бора.
2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4
1E-7
1E-6
1E-5
s,
(Ом·см)-1
1000/T,K-1
Рис. 8. Температурная зависимость электропроводности для образца 34
Измерения ВАХ образца №31 показаны на рис. 9. Характерной особенностью этого образца
является то, что при уменьшении приложенного напряжения сила тока зависит от полученного при
увеличении напряжения (наблюдается «гистерезис ВАХ»), т. е. при снятии напряжения сила тока
отличается от полученной при увеличении напряжения. Такое явление, по-видимому, происходит в
результате поляризации образца, что обусловлено наличием распределенных в объеме образца
центров захвата. Удельное сопротивление, рассчитанное на омическом участке ВАХ образца при
прямом измерении, составило 27,7·104 Ом·см.
Выпуск 14. ПОРОДОРАЗРУШАЮЩИЙ И МЕТАЛООБРАБАТЫВАЮЩИЙ ИНСТРУМЕНТ – ТЕХНИКА
И ТЕХНОЛОГИЯ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ
260
0,1 1 10
1E-9
1E-8
1E-7
1E-6
1E-5
I, A
E, V/cm
0,1 1 10
100000
1000000
1E7
R, Ом
R= (3.98 +/-0.02)106 Ом
r= (2.77+/-0.01 )105 Ом·см
E, В/см
Рис. 9. ВАХ, полученная для образца 31
Температурная зависимость электропроводности для образца 31 показана на рис. 10; так как
внутреннее поле объемного заряда существенно влияет на перенос заряда, температурная
зависимость электропроводности отклоняется от линейной зависимости. На температурной
зависимости для этого образца можно выделить три прямолинейных участка, характеризующиеся
следующими энергиями активации: Ea = 0,543 эВ, Ea = 0,296 эВ и Ea = 0,159 эВ.
2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4
10-8
10-7
10-6
s,
(Ом·см)-1
1000/T,K-1
Рис. 10. Температурная зависимость электропроводности для образца 31
Измерения вольтамперных и температурных зависимостей удельной электропроводимости
образцов 38 и 40 демонстрируют подобную картину зависимостей, как у образца №31; для них
удельное сопротивление составило соответственно 4,4·104 и 27·104 Ом·см.
Выводы
Полученные результаты показывают возможность получения полупроводниковых кристаллов
алмаза с преимущественным развитием граней куба или октаэдра методом температурного
градиента. Выращивание кристаллов, в объеме которых доминирует развитие одного из секторов
роста, позволяет получить относительно однородные по дефектно–примесному составу образцы.
Выращивание в условиях, соответствующих области, близкой к линии равновесия графит–алмаз,
позволяет получить полупроводниковые кристаллы алмаза октаэдрического габитуса с
преимущественным развитием граней {111}.
Изготовленные из сильно легированных полупроводниковых монокристаллов алмаза (тип IIb)
плоскопараллельные пластины довольно однородны, о чем свидетельствует картина их УФ-
люминесценции.
Таким образом, хотя проблема неоднородности электрофизических свойств образцов,
обусловленная неравномерностью дефектно-примесного состава, остается актуальной, для больших
РАЗДЕЛ 2. ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫЕ, КОНСТРУКЦИОННЫЕ И ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
НА ОСНОВЕ АЛМАЗА И КУБИЧЕСКОГО НИТРИДА БОРА
261
кристаллов алмаза возможна локализация объемов роста, обладающих достаточно однородными
электрофизическими свойствами и пригодными для изготовления и применения пластин.
Вивчено структуру напівпровідникових монокристалів алмазу, вирощених методом
температурного градієнта. Встановлено, що зразки мають складну секторіальну будову. Вивчено
можливість вирощування кристалів алмазу, в об’ємі яких одна з пірамід росту має переважний
розвиток і є домінуючою. Виміряно питому електропровідність. Показано можливість отримання
доволі однорідних напівпровідникових зразків з частин об’єму, що належать окремим пірамідам
росту монокристалу алмазу.
Ключові слова: леговані монокристали алмаза; секторіальна будова; електрофізичні харак-
теристики.
The structure of semiconducting diamond single crystals grown by temperature gradient method
were studied. It is established that the samples has complex sectorial structure. The possibility of growing
diamond crystals in volume of which one of the growth pyramids has a preferential development and is the
dominant one were studied, measurements of their electrical conductivity were performed. It is shown that it
is possible to obtain homogeneous semiconductor samples from parts that belonging to individual growth
pyramids of a single diamond crystal.
Key words: Doped single crystal diamonds; sectorial structure; electrical characteristics.
Литература
1. Васильев А., Данилина В., Жукова Т. Новое поколение полупроводниковых материалов и
приборов. Через GaN к алмазу // Электроника: Наука, Технология, Бизнес. – 2007. – № 4. –
С. 68–76.
2. Вавилов В.С. Алмаз в твердотельной электронике // Успехи физических наук. – 1997. – № 1. –
С. 17–22.
3. Физические свойства алмаза: Справочник / Под ред. Н.В. Новикова. – К.: Наукова думка,
1987. – 189 с.
4. А.С. Вишневский, А.И. Прихна, Т.Д. Осетинская, А.Г. Гонтарь, В.М. Устинцев Внутреннее
строениеи электропроводность легированных бором кристаллов синтетического алмаза //
Синтетические алмазы. – 1974. – № 2. – C.5–7.
5. Wentorf R.H. Some studies of diamond growth rates // J. Phys. Chem. – 1971. – V. 75. – № 12. –
P. 1833–1837.
Поступила 24.06.11
УДК 621.921.34-492:539.411:546.27
О. І. Чернієнко; О. О. Бочечка, д-р техн. наук; Т. О. Косенчук;
Г. Д. Ільницька, канд. техн. наук
Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ
ВПЛИВ БОРУ НА МІЦНІСТЬ ТА ТЕРМОСТАБІЛЬНІСТЬ АЛМАЗНИХ ПОРОШКІВ,
СИНТЕЗОВАНИХ В СИСТЕМІ Mg–Zn–B–C
Для алмазних порошків, синтезованих в системі Mg–Zn–B–C, досліджено залежність
показника міцності від концентрації бору в шихті до і після термообробки та розраховано
коефіцієнти термостабільності. Показано, що крива залежності показника міцності має мінімум
(при концентрації бору 20 % ат.), а коефіцієнт термостабільності збільшується з підвищенням
концентрації бору.
Ключові слова: алмаз, бор, показник міцності, термостабільність.
Міцність є характеристикою алмазу, яка визначає області його ефективного застосування, ме-
тоди створення з нього матеріалів та впливає на їхні властивості. Важливість міцності алмазу та ал-
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-63245 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2223-3938 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:16:10Z |
| publishDate | 2011 |
| publisher | Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Чепугов, А.П. Катруша, А.Н. Романко, Л.А. Ивахненко, С.А. Заневский, О.А. Марков, А.И. 2014-05-31T07:11:07Z 2014-05-31T07:11:07Z 2011 Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента / А.П. Чепугов, А.Н. Катруша, Л.А. Романко, С.А. Ивахненко, О.А. Заневский, А.И. Марков // Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения: Сб. науч. тр. — К.: ІНМ ім. В.М. Бакуля НАН України, 2011. — Вип. 14. — С. 254-261. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 2223-3938 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63245 546.26-162 Изучена структура полупроводниковых монокристаллов алмаза, выращенных методом температурного градиента. Установлено, что образцы имеют сложное секториальное строение. Изучена возможность выращивания кристаллов алмаза, в объеме которых одна из пирамид роста имеет преимущественное развитие и является доминирующей. Измерена удельная электропроводность. Показана возможность получения довольно однородных полупроводниковых образцов из частей объема, принадлежащих отдельным пирамидам роста монокристалла алмаза. Вивчено структуру напівпровідникових монокристалів алмазу, вирощених методом температурного градієнта. Встановлено, що зразки мають складну секторіальну будову. Вивчено можливість вирощування кристалів алмазу, в об’ємі яких одна з пірамід росту має переважний розвиток і є домінуючою. Виміряно питому електропровідність. Показано можливість отримання доволі однорідних напівпровідникових зразків з частин об’єму, що належать окремим пірамідам росту монокристалу алмазу. The structure of semiconducting diamond single crystals grown by temperature gradient method were studied. It is established that the samples has complex sectorial structure. The possibility of growing diamond crystals in volume of which one of the growth pyramids has a preferential development and is the dominant one were studied, measurements of their electrical conductivity were performed. It is shown that it is possible to obtain homogeneous semiconductor samples from parts that belonging to individual growth pyramids of a single diamond crystal. ru Інститут надтвердих матеріалів ім. В.М. Бакуля НАН України Породоразрушающий и металлообрабатывающий инструмент – техника и технология его изготовления и применения Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента Article published earlier |
| spellingShingle | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента Чепугов, А.П. Катруша, А.Н. Романко, Л.А. Ивахненко, С.А. Заневский, О.А. Марков, А.И. Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| title | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента |
| title_full | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента |
| title_fullStr | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента |
| title_full_unstemmed | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента |
| title_short | Особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента |
| title_sort | особенности электрофизических свойств полупроводниковых алмазов, выращенных методом температурного градиента |
| topic | Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| topic_facet | Инструментальные, конструкционные и функциональные материалы на основе алмаза и кубического нитрида бора |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/63245 |
| work_keys_str_mv | AT čepugovap osobennostiélektrofizičeskihsvoistvpoluprovodnikovyhalmazovvyraŝennyhmetodomtemperaturnogogradienta AT katrušaan osobennostiélektrofizičeskihsvoistvpoluprovodnikovyhalmazovvyraŝennyhmetodomtemperaturnogogradienta AT romankola osobennostiélektrofizičeskihsvoistvpoluprovodnikovyhalmazovvyraŝennyhmetodomtemperaturnogogradienta AT ivahnenkosa osobennostiélektrofizičeskihsvoistvpoluprovodnikovyhalmazovvyraŝennyhmetodomtemperaturnogogradienta AT zanevskiioa osobennostiélektrofizičeskihsvoistvpoluprovodnikovyhalmazovvyraŝennyhmetodomtemperaturnogogradienta AT markovai osobennostiélektrofizičeskihsvoistvpoluprovodnikovyhalmazovvyraŝennyhmetodomtemperaturnogogradienta |