Исследование неизотермической электрической релаксации заряда в кристаллах природного алмаза

• Автор: Питиримов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 123 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. Обзор литературы
§1.1. Основные азотные дефекты в природном алмазе
§ 1.2. Физическая классификация алмазов и методы
определения концентрации примесного азота
§1.3. Экспериментальные исследования центров захвата
в природном алмазе
§1.4. Элементарная теория термостимулированных токов
короткого замыкания в электронейтральном диэлектрике
и методы ТАТС
§1.5. Постановка задачи
ГЛАВА II. Экспериментальная методика
§ 2.1.Экспериментальная установка
§ 2.2. Исследуемые кристаллы
§ 2.3. Методика проведения эксперимента
§ 2.4. Обработка экспериментальных данных
ГЛАВА III. Экспериментальные результаты
§3.1. Формирование неравновесного состояния
кристаллов природного алмаза
§ 3.2. Термостимулированный ток короткого замыкания
в режиме линейного нагрева
§ 3.3. Варьирование условий получения
поляризованного состояния в природном алмазе
§ 3.4. Результаты обработки данных ТСД численным методом
§3.5. Термостимулированный ток КЗ в режиме
фракционного нагрева
ГЛАВА IV. Обсуждение результатов
§ 4.1. Механизмы поляризации в кристаллах природного
алмаза
§ 4.2. Энергетическая структура основных азотных дефектов
и специфика токов ТСД в исследуемых кристаллах
§ 4.3. Накопление и термостимулированная релаксация
заряда в алмазе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность исследования. Интерес к природному алмазу, с одной стороны, обусловлен его практическим применением в электронике и электронной технике, в связи с чем становятся все более необходимыми фундаментальные исследования его примесно-дефектной структуры, оптических и электрофизических свойств. С другой стороны, алмаз является достаточно удобным модельным объектом для развития фундаментальных представлений электрофизики диэлектриков.
Перспективы алмазов в электронике связаны с основными физическими параметрами: дрейфовой скоростью насыщения носителей, теплопроводностью, напряженностью поля электрического пробоя, подвижностью электронов и дырок и диэлектрической проницаемостью, которая в алмазе минимальна, то есть равна высокочастотному значению £
= £ос=п2.
Дрейфовая скорость насыщения является важнейшим параметром полупроводника, определяющим наряду с напряженностью поля электрического пробоя, мощность и быстродействие диодов и транзисторов. Эта величина для электронов в алмазе является, как и теплопроводность, наиболее высокой среди всех полупроводников. Именно это обстоятельство в 90-х годах стимулировало развитие применения алмазов в электронике.
Как известно, произведение ДТ определяет перспективы и качество приборов, работающих на эффекте пролета носителей, в частности, детекторов ионизирующих излучений, а природный алмаз обладает

же температурном интервале в [62] наблюдалось уменьшение скорости счета алмазного детектора, которое невозможно было объяснить лишь температурной зависимостью подвижности носителей. В [63] это связывалось с поляризацией, а в [64] отмечается роль глубоких центров захвата в создании необходимой структуры объемного заряда в алмазных детекторах, с разрушением которого связывается уменьшение скорости счета.
В работе [65] также наблюдаются интенсивные пики в районе 500 -600 К, однако энергии активации ЭАД, определенные разными методами так же как и в [49] по всей видимости занижены, а частотный фактор ловушек, проявляющихся в пике с Тт = 555 К, вообще отличается от частотного фактора в [49] на 4 порядка. Такое заниженное значение может быть связано с повторным захватом, однако это противоречит результатам работы [49].
В работе [51] говорится о проявлении в спектре ТСТ пика в районе 360 К (который в [64] связывается с дефектами, возникающими при резке и последующей термообработке), а процесс ТСД связывается с освобождением носителей заряда в локальной приэлектродной области (в то время как ТСЛ соответствует объемному процессу).
Результаты работы [66] подтверждают вывод работы [62] о решающей роли инжекции в устранении поляризации алмазного детектора. По направлению тока фотодеполяризации (по отношению к прямому фототоку при поляризации) в [66] определяется пространственная локализация накопленного заряда: если положительный объемный заряд накапливается ближе к облучаемому электроду, то ток фотодеполяризации (ФД) противоположен току поляризации, если же заряд локализуется вблизи необлучаемого электрода, то - сонаправлен с ним.