Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm

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HL: Halbleiterphysik

HL 26: Kohlenstoff/Diamant

HL 26.4: Vortrag

Mittwoch, 13. März 2002, 14:30–14:45, H13

Einfluß von Defekten auf die Oberflächenleitfähigke it von Diamant — •M. Riedel , M. Stamml er, J. Kinsky, J. Ristein und L. Ley — Institut für Technische Physik II, Universität Erlangen- Nürnberg, Erwin- Rommel-Str. 1, 91058 Erlangen

Nach H-Absättigung weist die Oberfläche von undotierten und B- dotierten Diamanten eine Oberflächenleitfähigke it (OFL) von bis zu 10⁻⁴ S auf. Die Formierung dieser OFL kann im Rahmen eines elektrochemischen Modells durch die Ausbildung einer Löcher akkumulationsschicht infolge einer Transferdotierung von Elektronen aus dem VB in solvatisierte Adsorbate auf der Oberfläche beschrieben werden.[1]

Untersuchungen von Diamantschichten verschiedener Dicke auf N-dotierten synthetischen Einkristallen zeigen, daß die Ausbildung der OFL durch Volumendefekte beeinflußt wird. Stark N-dotierte Ib Diamanten weisen erst nach Wasserstoff-Plasma unter Ionenbeschuß (Bias Plasma) oder nachdem sie mit einer undotierten Epischicht von mehr als 8 nm überwachsen worden sind eine hohe OFL auf. Anlassen einer 300 nm dicken Epischicht im Vakuum auf über 600 K führt zu einem Verlust der OFL. Anschließende Beleuchtung mit UV- Licht (254 nm) induziert eine persistente Photoleitung von etwa 10⁻¹⁰ S, die allerdings an Atmosphäre um weitere 5-6 Größenordnungen erhöht wird. Wir erklären diese Resultate durch unterschiedliche Arten von Defekten in den Diamanten: solche, die zur Kompensation von Löchern führen können und solche, deren Rekombinationswahrsc heinlichkeit mit Löchern stark unterdrückt ist (sog. PPC-Zentren).

[1] F. Maier et al., Phys. Rev. Lett. 85(16), 3472 (2000)