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金刚石虽然具有极为优异的性能,如具有很大的能隙,高的电子迁移率、空穴迁移率和高热导率,以及负的电子亲和势,但要将它用于半导体材料时还不能直接使用,必须要先进行金刚石的P型和n型掺杂。因此,研究金刚石的P型和n型掺杂具有很重要的现实意义。在金刚石薄膜中掺杂时,一般是掺入硼原子以实现P型掺杂,掺入氮原子或磷原子以实现n型掺杂。然而,由于N和P在金刚石中的施主能级太深,现在n型掺杂金刚石薄膜制备尚不成功,这是金刚石实用化的障碍。本文介绍了金刚石膜掺硼目的、方法和制备,总结了掺硼金刚石膜在微电子、电化学、光电子、工具等领域应用状况以及存在问题。 相似文献
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硼磷共掺杂n型金刚石薄膜的Hall效应、红外光谱和EPR研究 总被引:1,自引:0,他引:1
用离子注入方法,在CVD金刚石薄膜中共注入硼离子和磷离子,得到了电阻率较低的n型金刚石薄膜。Hall效应测试表明,800℃退火后,在注入的磷离子剂量相同的情况下,共注入硼的金刚石薄膜的载流子浓度与单一掺磷的相近,但Hall迁移率高,电阻率低。FTIR结果表明B-H结的形成钝化了硼的受主特性,使磷的施主特性没有被补偿,共掺杂薄膜中载流子浓度没有大幅度减少。EPR和Raman测试结果证实了较高温度退火后的共掺杂薄膜的晶格结构比单掺杂薄膜的更完整,从而有利于提高载流子迁移率,降低电阻率。 相似文献
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Y(NO3)3掺杂BaTiO3半导体材料特性研究 总被引:2,自引:0,他引:2
本文研究了以Y(NO3)3作为施主掺杂元素制备的PTCR材料的显微结构和宏观性能。指出施主以水溶性化合物形式引入制备的PTCR材料,其性能明显优于常规的施主以氧化物形式引入而得到的材料的性能。 相似文献
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以氮气为杂质源,采用微波等离子体化学气相沉积技术进行了金刚石薄膜的原位掺杂,研究了氮掺杂对CVD金刚石薄膜的形貌结构和生长行为的影响。运用SEM,Raman,XRD和FTIR等手段对样品进行了分析表征。实验结构表明,原位氮掺发的CVD金刚石薄膜的晶面显露、晶粒尺寸、致密性、生长速率以及薄膜的微结构特征等均强烈的地依赖于反应气体中氮源浓度比;如果氮源气体流量适当,杂质氮不仅能进入金刚石薄膜晶格中,还能与薄膜中碳原子形成化学键结合。 相似文献
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研究了施主掺杂的(Sr,Pb)SiO3陶瓷,探讨不同的施主Nb掺杂浓度对材料电阻率和显微结构的影响,通过复阻抗解析,分别得到施主浓度的变化对材料晶粒和晶界电阻率的影响规律。结果表明随施主浓度的增加,晶粒和晶界电阻率变化呈现相似的U型曲线,但晶界的电阻率值及变化幅度远大于晶粒,证明了晶界对材料的电阻特性起主导作用。 相似文献
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本文利用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线能量色散谱(EDAX)等结构分析技术,研究了施主(Bi3+)和受主(Fe3)掺杂对BaTiO3陶瓷晶粒生长及晶界等微观结构的影响.研究结果表明:施主掺杂抑制晶粒生长,受主掺杂则促进晶粒生长;受主(Fe3+)掺杂导致部分晶粒中出现壳-芯结构和包晶结构特证,EDAX微区分析证实,壳-芯结构和包晶结构的形成都与Fe3+的偏析有关. 相似文献
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本文利用MOCVD外延生长了不同载流子浓度的高质量β-Ga2O3薄膜并通过变温霍尔测量和二次离子质谱(SIMS)分析研究了薄膜中的浅施主态.通过拟合提取出薄膜中存在的两个电离能分别为~36和~140 meV的施主能级.进一步研究发现非故意掺杂(UID)效应对这两个能级都有影响:第一个施主能级不仅来源于硅掺杂也来源于非故意碳掺杂取代Ga位,第二个施主能级主要来源于与非故意掺杂氢相关的双电荷缺陷.通过分析生长条件与施主态之间的关系结合密度泛函理论计算我们发现在生长过程中降低氧分压可能有助于降低UID效应.该工作为硅掺杂MOCVD β-Ga2O3薄膜载流子浓度的精确控制奠定了基础. 相似文献
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施主受主共掺杂的荧光4H-SiC可以通过复合发出可见光, 影响其发光性能的一个重要因素是施主-受主掺杂的浓度。本研究通过PVT生长方法制备了3英寸N-B-Al共掺的4H-SiC晶体, 采用Raman光谱、SIMS对晶体的结晶类型和掺杂浓度进行了表征; 采用PL发射谱和激发谱、荧光衰减曲线表征和内量子效率对晶体的发光波长、强度、施主-受主对复合发光性能进行了研究。结果发现, 低浓度Al掺杂样品在室温下发出黄绿色荧光。低浓度Al掺杂在晶体中提供较少的受主; 高浓度B、N掺杂形成施主, 从而贡献充足的电子-空穴对。这些电子-空穴的复合提高了施主-受主对复合的内量子效率, 进而增强光致发光强度, 增加平均发光寿命。 相似文献
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原位氮掺杂对CVD金刚石薄膜生长和结构的影响 总被引:2,自引:0,他引:2
以氮气为杂质源 ,采用微波等离子体化学气相沉积技术进行了金刚石薄膜的原位掺杂 ,研究了氮掺杂对CVD金刚石薄膜的形貌结构和生长行为的影响。运用SEM ,Raman ,XRD和FTIR等手段对样品进行了分析表征。实验结果表明 ,原位氮掺杂的CVD金刚石薄膜的晶面显露、晶粒尺寸、致密性、生长速率以及薄膜的微结构特征等均强烈地依赖于反应气体中氮源浓度比 ;如果氮源气体流量适当 ,杂质氮不仅能进入金刚石薄膜晶格中 ,还能与薄膜中碳原子形成化学键结合 相似文献
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共掺杂n型CVD金刚石薄膜的结构和性能 总被引:1,自引:0,他引:1
李荣斌 《功能材料与器件学报》2007,13(4):330-338
利用微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)技术制备硫掺杂及硼/硫共掺杂n型金刚石薄膜,探讨n型CVD金刚石薄膜的特性和共掺杂机理.研究结果显示:随着单一硫(S)掺杂含量的增加,金刚石薄膜导电激活能降低,薄膜生长速率减小,薄膜中非金刚石结构相增多;硼/硫(B-S)共掺杂有利于增加硫在金刚石中的固溶度,提高硫在金刚石晶体中的掺杂率,降低金刚石薄膜的导电激活能(在0.26~0.33eV);与单一S掺杂相比较,B-S共掺杂金刚石薄膜生长速率低,薄膜质量和晶格完整性好;霍耳效应测试表明硫掺杂和硼/硫共掺杂金刚石薄膜具有n型导电特征,载流子浓度在1016-1018/cm3之间,载流子迁移率在7~80cm2V-1s-1之间.采用B-S共掺杂技术有利于提高CVD金刚石薄膜的晶格完整性,使得B-S共掺杂金刚石薄膜具有更高的载流子迁移率. 相似文献
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高施主掺杂 BaTiO_3 陶瓷中施、受主杂质相互作用的一种异常现象 总被引:3,自引:2,他引:1
在高施主掺杂 BaTiO_3陶瓷中,若引入适量的受主杂质,其室温电阻率测量结果显示出一种异常现象。本文用缺陷化学的理论,在施主、受主掺杂 BaTiO_3室温电阻率和平衡电导率测置的实验基础上,对受主杂质的异常作用提出了解释。在高施主掺杂 BaTiO_3陶瓷中,由单电离施主(F~(?))与单电离或双电离钡缺位(V′_(Ba)、V″_(Ba))之间的缔合形成了大量的复合缺陷。复合缺陷的浓度随受主杂质的引入而下降,这是引起上述异常现象的根源。在单一点缺陷模型中引入复合缺陷后,可使施、受主杂质对电导率异常影响的解释统一于一个理论模型中,从而使有关 PTC 效应的理论比过去获得更广泛的实验现象的验证。 相似文献
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采用YCl3溶液作为施主掺杂剂,在空气中烧结制备一系列BaTiO3陶瓷样品,对其室温电阻率及PTC效应进行研究.同时与Y2O3和YNO3溶液掺杂的样品对比,借助XRD、XRF等分析手段,研究了YCl3溶液掺杂降低BaTiO3基PTCR陶瓷室温电阻率的机理.研究结果表明,经空气中高温烧结后,样品中仍残留部分Cl元素,能取代O位起施主作用,烧结时Cl的挥发过程也能导致样品室温电阻率的降低,最后,施主掺杂剂以溶液的形式加入,能使其在粉料中分布均匀,有助于半导化. 相似文献
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金刚石是由共价键方式连接的sp3杂化碳原子组成, 具有极强的稳定性。含硼金刚石(BDD)薄膜、BDD颗粒、非掺杂纳米金刚石(ND)等新型金刚石又兼具一定的导电性, 因此成为高稳定性燃料电池催化剂的理想载体材料。研究者进一步发现通过对上述新型金刚石进行适当功能化处理, 可以进一步提高催化剂的催化活性和稳定性。对金刚石进行掺杂处理, 既包括向金刚石晶格中掺杂, 也包括向金刚石衍生的石墨结构中进行掺杂, 能够得到新型高稳定性燃料电池非铂催化剂, 且金刚石sp3结构在提高非铂催化剂稳定性方面作用独特。本文总结介绍了相关研究成果, 希望能为后续研究提供参考借鉴。 相似文献