Diamant som halvledermateriale

Diamanter er klassificeret i to typer, Type I og Type II, baseret på tilstedeværelsen eller fraværet af nitrogen: Type I indeholder nitrogen; Type II gør ikke. Blå diamanter er Type IIb og er halvledere. Diamant har fremragende elektriske egenskaber, såsom et båndgab på op til 5,5 eV, en resistivitet over 10¹⁰ Ω·cm og en dielektrisk konstant på 5,5. Teoretisk set kan diamant bruges som detektormateriale i ekstremt barske strålingsmiljøer. Forskning i diamantstrålingsdetektorer begyndte tidligt og gik fra naturlige diamanter til HPHT-diamanter og derefter til CVD-diamantfilm.

 

Som en halvleder med bred-båndgab er diamants anvendelsesmuligheder inden for optoelektronik utvivlsomt de mest overbevisende. Vanskeligheden ved at dope n--type diamanthalvledere gør imidlertid fremstillingen af ​​homojunctions udfordrende. To lag diamantfilm blev fremstillet på (111) overfladen af ​​en diamantenkeltkrystal ved anvendelse af homøpitaksial vækst. Halvlederen af ​​p--typen blev dannet ved at dope diamantfilmen med bor (B), og halvlederen af ​​n--typen blev fremstillet ved doping med fosfor (P). Forskerne forbedrede derefter denne enhed, og under en 20V forspænding udsendte enheden ultraviolet lys. De indikerede også, at enheden kunne fungere ved høje temperaturer.

 

Et lag nitrogen-doteret diamantfilm blev fremstillet på en bor-doteret diamantfilm under anvendelse af homoepitaksial vækst, men de elektroluminescerende og andre karakteristika ved denne p-n-forbindelse blev ikke rapporteret i detaljer.