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ダイヤモンドの3次元水素顕微鏡

P Reichart1, G Datzmann, A Hauptner

  • 1Physik Department E12, Technische Universität (TU) München, 85748 Garching, Germany. p.reichart@ph.unimelb.edu.au

Science (New York, N.Y.)
|November 30, 2004
PubMed
まとめ
この要約は機械生成です。

この研究は,ダイヤモンドのフィルムに含まれる水素を定量的にイメージし,ほとんどの水素が粒子の内部ではなく,粒子の境界にあることを明らかにしました. この発見は,多結晶ダイヤモンドを理解する上で極めて重要です.

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科学分野:

  • マテリアルサイエンス 材料科学
  • 固体物理 固体物理学
  • 表面科学とは,地表科学である.

背景:

  • 多結晶ダイヤモンド (PCD) の特性には,汚物,特に水素が影響する.
  • 水素の分布を理解することは,電子アプリケーションのPCDを最適化するための鍵です.
  • 以前の方法では,粒子の境界で水素をマッピングするための解像度と感度が欠けていました.

研究 の 目的:

  • ドーピングされていないPCDフィルムの3次元水素分布を定量的にイメージする.
  • PCD内の水素の正確な位置と濃度を決定する.
  • PCDにおける粒子の境界における水素の役割を明らかにする.

主な方法:

  • 高解像度,高感度3D水素イメージングのために17MeVのプロトンマイクロプローブを使用しました.
  • 分析された<110>-テクスチャーされたドーピングされていないポリクリスタリンダイヤモンドフィルム.
  • 1マイクロメートル以上の横断解像度を達成しました.

主要な成果:

  • ほとんどの水素は,PCDフィルムの粒子の境界部に局所していました.
  • 粒子の境界における平均水素濃度は (8.1 ± 1.5) x 10^14原子/cm2で,単層の約3分の1でした.
  • ダイヤモンドの粒子の水素含有量は,検出限界である1.4×10^16原子/cm3 (0.08ppm) よりも低かった.

結論:

  • 化学蒸気堆積 (CVD) で栽培されたダイヤモンドは,大量の水素含有量が低い.
  • PCDでは,水素が主に粒子の境界に分離する.
  • 粒子の境界の水素濃度は有意であり,PCDの電子特性に影響を与える可能性が高い.