Синтез новых неорганических материалов с использованием плазмы

Объектами исследования являются монокристаллические слои как легированного, так и нелегированного CVD-алмаза, полученные методом химического осаждения из газовой фазы в плазме СВЧ-разряда; квазиклассическая теория тонких дельта-легированных слоев CVD-алмаза. Основными задачами данной работы в 2024 году являлись следующие. Исследование выращивания нелегированных и легированных бором эпитаксиальных слоев и исследование дефектов роста в них в зависимости от условий синтеза CVD-алмаза. Определение поверхностной плотности дислокаций в алмазе. Разработка квазиклассической теории тонких дельта-легированных слоёв алмаза. В ходе выполнения работы были получены следующие результаты. Проведено исследование дефектов нелегированных эпитаксиальных слоев, выращиваемых из газовой фазы в плазме СВЧ разряда при минимальном присутствии азота (менее 200 pbb) в CVD реакторе. Установлено, что получение слоёв CVD алмаза с плотностью дислокаций меньшей, чем в исходной подложке, возможно при сочетании высоких удельных энерговкладов в плазму и низких давлений газовой смеси Н2-СН4. Установлено, что в этих условиях добавление кислорода в газовую смесь (в количестве десятых долей процента) приводит к заметному уменьшению плотности дефектов на поверхности эпитаксиального слоя. Проведено исследование дефектов легированного бором CVD-алмаза. Установлено, что на плотность дефектов в алмазе сильное влияние оказывают температура осаждения и содержание бора в газовой смеси. Исследовано влияние дефектов на электрические характеристики алмазных диодов Шоттки. Величины пробойных напряжений в изготовленных образцах составляли около 300 В, что соответствует напряженности электрического поля 2.5 В/см. Диоды, при включении в обратном направлении, обладали низкой плотностью тока утечки меньше, чем 10-9 А/см2. Проведены теоретическое исследование по разработке квазиклассической теории тонких дельта-легированных слоёв алмаза, а также расчёт характерного времени модуляции тока в двумерном приповерхностном газе дырок при изменении их подвижности переменным сильным ортогональным электрическим полем.