2019 Fiscal Year Annual Research Report
Establishing doping technique for semi-conducting nano-polycrystalline diamond
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17K18883
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| Research Institution | Ehime University |
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Principal Investigator |
石川 史太郎 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 准教授 (60456994)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | ダイヤモンド / 高温・高圧 / ドーピング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、ダイヤモンドの電子材料応用に向けた物性制御・機能探索に取り組んだ。愛媛大学独自の超高温・高圧合成手法を用いることで可能になる電子材料ダイヤモンド合成技術確立を目的として、これまでの各種の取り組みの中で最も有望であったイオン注入と高温・高圧印加を組み合わせた試料作製と、その特性評価に取り組んだ。
化学気相堆積(CVD)法で作製された市販の単結晶ダイヤモンド表面に将来のn型化を見据えたPをイオン注入し、ナノ多結晶ダイヤモンド合成条件となる2300℃、15GPaの高温・高圧印加を行った。その結果、高温・高圧印加によってイオン注入時に失われた試料表面の結晶性が回復、エピタキシャル成長が発現することを確認した。その中で(001)表面では、他の成長手法で欠陥周辺で観測されるピラミッド状微細構造(Pyramidal hillock)が、本手法でも現れることを見出した。イオン注入時のP注入濃度や注入時の温度、その後の高温・高圧印加時の温度・圧力条件について詳細に検討を行った。その結果、イオン注入条件と温度・圧力条件に依存したダイヤモンド内部のP濃度およびプロファイルが変化することと、これらの処理を通して発生する大気中不純物の混入量を制御できることを見出した。
同様の手法を用いてSnをダイヤモンドに導入、Sn-V複合欠陥を有するダイヤモンドの合成を試みたところ、従来報告と同様の発光スペクトルが得られ、本研究の取り組みが量子発光体の開発にも有望である展望が得られた。
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Research Products
(14 results)
