用于量子和电子应用的钻石中的杂质特征:时间解析式阴极光发光的进步
C Arnold1, S Temgoua1, J Barjon1
1Université Paris-Saclay, UVSQ, CNRS, GEMaC, 78000 Versailles, France.
Nanotechnology
|May 23, 2024
概括
合成钻石的纯度受到和杂质的限制. 新的阴极光发光方法精确地测量这些微量元素,使钻石更好地适用于先进的应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 固态物理 固态物理
- 晶体学 晶体学是指结晶学.
背景情况:
- 合成钻石的纯度对于电子和量子应用至关重要.
- 和等微量杂质限制了最终的钻石晶体纯度.
- 了解杂质分布是控制钻石属性的关键.
研究的目的:
- 为了研究合成钻石晶体中和杂质的度和分布.
- 评估阴极光发光技术在表征杂质水平方面的潜力.
- 为了将杂质含量与高压,高温 (HPHT) 种植钻石的不同生长部门相关联.
主要方法:
- 钻石晶体的高压,高温 (HPHT) 合成.
- 连续阴极发光 (CL) 分析用于度测量.
- 时间解析的阴极光发光 (TRCL) 实验用于免费刺激子寿命分析.
- 从刺激子生命周期中减去的度.
主要成果:
- 度量化在0.5-6.4亿分之一 (ppb) 范围内,使用CL.
- 度估计在0.6和30ppb之间,根据生长部门而异,使用TRCL.
- 在钻石晶体内识别出不同的n型,p型和高度补偿区域.
- 在不同3D增长部门中展示杂质含量的空间变化.
结论:
- 阴极发光是一种强大的工具,用于合成钻石中杂质的局部表征.
- 精确的杂质量定量使得钻石能够适用于苛刻的电子和量子应用.
- 定制HPHT生长条件可以控制杂质水平和由此产生的钻石特性.
