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沈靖又转过头去和吴博士小声交流着。
陈舟却把注意力转移到了实验装置上。
刚才,吴博士的话提醒了他。
在金刚石掺杂实验中,载流子浓度,会影响霍尔迁移率。
而霍尔迁移率便直接反应着金刚石中硼元素的掺杂程度。
此外,硼元素的掺杂,是通过向mpcvd法制备金刚石薄膜的反应室中加入硼源来实现金刚石的硼掺杂的。
硼源的话,一般会采用含硼的气体,像b2h6和b(ch3)3。
当硼的掺杂浓度较高时,制备的金刚石掺杂是包含了许多点缺陷、线缺陷和面缺陷的。
这些缺陷会捕获载流子,影响金刚石材料的霍尔迁移率,进而影响制备的硼掺杂金刚石。
“果然,无论是金刚石薄膜本身的制备,还是掺杂实验下的单晶金刚石的制备,都是矛盾的实验……”陈舟心里想到。
想了想,陈舟跟吴博士说了一声,便去n型掺杂实验那边了。
正如吴博士所说,n型掺杂比p型掺杂要难得多。
对于p型掺杂,还能参考这自然界的样本。
但是n型掺杂,只能不断摸索。
说起来,n型掺杂的磷元素,就是从氮元素、硫元素、锂元素这些,一步步摸索过来的。
磷的共价键半径是碳的1.4倍,能级位于导带底以下0.58mev。
因为这些性质,磷在金刚石薄膜中可以形成浅能级,所以是实现金刚石n型掺杂的理想元素。
但是,n型磷掺杂金刚石的载流子迁移率仍然是远低于p型硼掺杂。
陈舟找到了彭飞,轻声问道:“实验进行的怎么样?”
彭飞指了指正在进行中的实验装置:“还行吧,和前几次没多大差别。”
顿了顿,他看着陈舟,笑着说道:“就看你们处理数据的结果了。”
闻言,陈舟笑了笑:“我们尽力。”
彭飞又说道:“有什么需要帮忙的,尽管说。”
陈舟点点头:“放心,我不会客气的。”
说完,两人相视一笑。
相比于其他人,这个一开始便被安排去高铁站接他们的彭飞,给陈舟的感觉要舒适很多。
想了想,陈舟问道:“现在金刚石中磷的掺杂浓度是多少?”
彭飞倒没直接回答,而是说道:“因为磷的掺杂浓度直接影响载流子迁移率,当载流子浓度较低时,电离杂质散射影响较小,迁移率较高。”
“在2012年p博士等人通过降低(100)晶面金刚石中磷的掺杂浓度,将室温载流子迁移率提高至780cm2(v·s)。”
“所以,我们在他们的基础上,进一步降低了磷的掺杂浓度。这10组实验磷的掺杂浓度,是在4×10^15cm~2×10^15cm区间内依次选取的。”
陈舟点了点头,10组实验互为对照。
陈舟又想起来一件事,便问道:“明天的共掺杂实验,也是你这边进行的吧?”
彭飞回道:“没错。共掺杂的实验,其实也是n型掺杂。只不过,不管是我们采用的mpcvd法在生长过程中掺杂,还是采用离子注入的方法,用单一元素去实现金刚石的n型掺杂,依然很难。”
“但是通过将两种或两种以上的元素掺入金刚石,去实现金刚石的n型导电,就容易多了。”
顿了顿,彭飞继续说道:“在单一元素n型掺杂中,氮元素和硫元素都不是适合的选项。但是在共掺杂中,硼和氮的共掺,硼和硫的共掺,还有磷和氮的共掺,却都可以实现金刚石的导电性。”
听完彭飞的话,陈舟转而问道:“这个课题主要是对金刚石和金刚石半导体材料制备的研究,那对于性质的研究呢?”
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