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イオン照射はダイヤモンドに新しい不純物を導入する手段として注目されるが、導入された不純物の存在状態や生成した格子欠陥をミクロなレベルで同定することが重要である。
平成6年度は、不純物の種類(窒素、ニッケル、ホウ素)、濃度を系統的に変えたダイヤモンド結晶に、水素イオン照射(加速電圧10MeV、照射量1x10^<15>〜1×10^<17>H^+/cm^2)を行ない、生成する点欠陥を電子スピン共鳴(ESR)法を用いて同定、定量した。照射損傷の種類が、結晶育成段階で導入した不純物の種類、濃度に依存すること、及び電子線照射(2MeV)とはかなり異なることが見いだされた。
平成7年度は、燐イオン照射を行ない、イオン照射を用いたn型ダイヤモンド半導体合成法の指針を得ることをめざした。高エネルギー(9〜18MeV)の照射を行なうこと、IIa型合成結晶を用いること、高圧下で高温アニールを行なうことなど、他のグループの行なっていないことを試みた。18MeVの照射では、4x10^<12>〜1x10^<15>/cm^2の照射量の範囲で、打ち込みイオン1個当たりのアモルファス相のダングリングボンド(D.B.)の生成量は一定であることが見いだされた。D.B.のESRシグナルは、単にアモルファス相の形成のみでなく、アモルファス相の形態の変化をモニターするのに便利であることが判明し、アニールによって結晶性の回復する照射条件探索の指針が得られた。低線量の照射後および高線量照射の1800℃(6GPa、14hrs)のアニール後には、D.B.のESRシグナルのほかに、点欠陥に起因するシグナルが見い出された。両方の場合とも、2本の分裂を示す点で燐の関与する可能性の高いものが含まれ、燐の存在状態を明らかにするために、単結晶回転の詳細な測定(電子核二重共鳴測定を含む)を進めている。
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