Osobennosti provodimosti nominal'no nelegirovannogo monokristallicheskogo CVD almaza

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Исследована проводимость пленок номинально нелегированного монокристаллического алмаза, эпитаксиально выращенного методом газофазного химического осаждения (CVD) на сильно легированной бором алмазной p+-подложке. Проводимость пленок определяется акцепторной примесью бора. Температурная зависимость проводимости в интервале температур 300–500 К подчиняется активационному закону, однако энергия активации значительно превышает энергию ионизации акцепторов бора εi = 0.37 эВ. Обнаружено, что акцепторы сильно компенсированы. Это приводит к возникновению случайного потенциала большой амплитуды γ ≈ 0.2 эВ, из-за чего энергия активации сильно возрастает до величины ∼εi+γ. Причина возникновения большого случайного потенциала связывается с самокомпенсацией примесей бора атомами азота в процессе CVD роста алмазных пленок на сильно легированной подложке.

References

  1. R. Kalish, J. Phys. D: Appl. Phys. 40, 6467 (2007).
  2. Н. Б. Родионов, А. Ф. Паль, А. П. Большаков, В. Г. Ральченко, Р. А. Хмельницкий, В. А. Дравин, С. А. Малыхин, И. В. Алтухов, М. С. Каган, С. К. Папроцкий, Радиотехника и электроника 63, 750 (2018).
  3. И. В. Алтухов, М. С. Каган, С. К. Папроцкий, Н. А. Хвальковский, Н. Б. Родионов, А. П. Большаков, В. Г. Ральченко, Р. А. Хмельницкий, Радиотехника и электроника 65, 1128 (2020).
  4. I. V. Altukhov, M. S. Kagan, S. K. Paprotskiy, N. A. Khvalkovskiy, N. B. Rodionov, A. P. Bol’shakov, V. G. Ral’chenko, and R. A. Khmel’nitskiy, Low Temp. Phys. 47, 83 (2021).
  5. J. Frenkel, Phys. Rev. 54, 647 (1938).
  6. L. Reggiani, S. Bosi, C. Canali, F. Nava, and S. F. Kozlov, Phys. Rev. B 23, 3050 (1981).
  7. M. Gabrysch, S. Majdi, D. J. Twitchen, and J. Isberg, J. Appl. Phys. 109, 063719 (2011).
  8. J. Barjon, N. Habka, C. Mer, F. Jomard, J. Chevallier, and P. Bergonzo, Phys. Status Solidi RRL 3, 202 (2009).
  9. J. Isberg, J. Hammersberg, E. Johansson, Т. Wikstrom, D. J. Twitchen, A. J. Whitehead, S. E. Coe, G. A. Scarsbrook, Science 297, 1670 (2002).
  10. Б.И. Шкловский, А.Л. Эфрос, ЖЭТФ 60, 867 (1971).
  11. Б. И. Шкловский, А. Л. Эфрос, Электронные свойства легированных полупроводников, Наука, М. (1979), §27.
  12. Power Electronics Device Applications of Diamond Semiconductors, ed. by S. Koizumi, H. Umezawa, J. Pernot, and M. Suzuki, Woodhead Publishing, Cambridge (2018), p. 33.
  13. M. Frenklach and S. Skokov, J. Phys. Chem. B 101, 3025 (1997).
  14. P.W. May, N.L. Allan, M.N.R. Ashfold, J.C. Richley, and Yu. A. Mankelevich, J. Phys.: Condens. Matter 21, 364203 (2009).
  15. M.N.R. Ashfold, J.P. Goss, B.L. Green, P.W. May, M. E. Newton, and C. V. Peaker, Chem. Rev. 12, 5745 (2020).
  16. Р. А. Хмельницкий, Н. Б. Родионов, А. Г. Трапезников, В. П. Ярцев, В. П. Родионов, А. Н. Кириченко, А. В. Красильников, УФН 195, 3 (2024).
  17. S. Kunuku, M. Ficek, A. Wieloszynska, M. Tamulewicz-Szwajkowska, K. Gajewski, M. Sawczak, A. Lewkowicz, J. Ryl, T. Gotszalk, and R. Bogdanowicz, Nanotechnology 33, 125603 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).