纳米金刚石薄膜的掺杂与电学性能研究

作者:胡晓君 ;刘建军 ;徐辉 ;陈成克 刊名:超硬材料工程 上传者:孙炎华

【摘要】文章综述了作者近年来在纳米金刚石薄膜掺杂和电学性能等方面的研究工作; 阐述了采用离子注入方法及有限热氧化退火处理对纳米金刚石薄膜微结构和电学性能的影响, 以及获得的高迁移率n型电导纳米金刚石薄膜.研究结果对于实现纳米金刚石薄膜在电子器件、 电化学电极等领域的应用具有-定的价值.

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第29卷 第6期 超 硬 材 料 工 程 Vol.29 2017年12月 췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍췍 SUPERHARDMATERIALENGINEERING Dec.2017 纳米金刚石薄膜的掺杂与电学性能研究 胡晓君,刘建军,徐 辉,陈成克 (浙江工业大学材料科学与工程学院,杭州 310014) 摘 要:文章综述了作者近年来在纳米金刚石薄膜掺杂和电学性能等方面的研究工作;阐述了采用离子注 入方法及有限热氧化退火处理对纳米金刚石薄膜微结构和电学性能的影响,以及获得的高迁移率n型电 导纳米金刚石薄膜。研究结果对于实现纳米金刚石薄膜在电子器件、电化学电极等领域的应用具有一定的价值。关键词:纳米金刚石薄膜;掺杂;电学性能 中图分类号:TQ164 文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2017)06-0030-04 Studyonthedopingandelectricalpropertiesofnano-diamondfilm HUXiao-jun,LIUJian-jun,XUHui,CHENCheng-ke( CollegeofMaterialsScienceandEngineering , ZhejiangUniversityof Technology , Hangzhou 310014) Abstract:Theauthorsreviewtheirrecentworkonthedopingandelectricalpropertiesof nano-crystallinediamondfilms.Theeffectsofionimplantationandlimitedthermaloxi- dizedannealingonthemicrostructureandelectricalpropertiesofnanocrystallinediamond filmsareanalyzed.Then-typenanocrystallinediamondfilmswithhighmobilitywere successfullyprepared.Theresultshavesignificanceintheapplicationsofnanocrystalline diamondfilmsinelectronicdevicesandelectrochemicalelectrodes. Keywords:nanocrystallinediamondfilms,doping,electricalproperties 1 引言 金刚石具有禁带宽和载流子迁移率高等优异的物理性能,相比硅等电子材料,它可在高温、高辐射及 恶劣化学环境中使用,具有广泛的应用前景。但高质量大尺寸单晶金刚石的制备及其n型掺杂这两大难 题阻碍了金刚石在微电子工业中的应用。因此,成功 制备高电导率的n型金刚石薄膜,是实现金刚石在微 电子工业中应用的关键,可能引发电子工业的革命, 具有极其重要的理论和应用价值。 多年来,众多研究者从理论计算和实验上寻找有利于获得低电阻率n型金刚石的杂质元素和掺杂方 法,都没有获得良好的效果。主要的杂质元素有氮、 磷、硫、锂等,通过在生长过程中或采用离子注入方法 使各种杂质掺入到单晶金刚石或微晶金刚石薄膜(薄 膜中的金刚石晶粒尺寸为微米级)中,但掺杂后的薄 膜电导率低,电子迁移率低,难以用作电子器件。近 年来,随着金刚石薄膜制备技术的发展,纳米金刚石 收稿日期:2017-09-

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