金刚石是一种用途极为广泛的极限功能材料,本研究在6.5 GPa压力条件下,利用温度梯度法研究了合成腔体中添加三硫化二硼(B_(2)S_(3))时金刚石大单晶的合成.随着B_(2)S_(3)的添加,所合成金刚石的颜色由典型的黄色变为了浅蓝色,而且金刚石的生长速率也随之降低.拉曼(Raman)测试表明所制备样品为单一的sp3杂化金刚石相,但对应的Raman特征峰均趋于向低波数移动.借助傅里叶显微红外光谱(FTIR)测试结果,分析发现金刚石内部氮杂质浓度逐渐降低.此外,利用霍尔效应测试表征了所合成金刚石的电输运性能,结果表明B_(2)S_(3)可将(111)晶向金刚石电阻率降低至45.4Ω·cm.然而,当合成体系中同时添加0.002 g B_(2)S_(3)和除氮剂时,对应金刚石晶体的电阻率锐减至0.43Ω·cm,该研究为金刚石在半导体领域中的应用提供了重要的实验依据.
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