寬禁帶半導(dǎo)體金剛石輻照缺陷的光致發(fā)光與光致變色

目錄
前言
第1章 金剛石的基本性質(zhì) 1
1.1 金剛石的分類 1
1.2 金剛石的結(jié)構(gòu) 2
1.3 金剛石的性質(zhì)及應(yīng)用 2
1.4 金剛石的生長 3
1.4.1 高溫高壓法 3
1.4.2 化學(xué)氣相沉積法 5
1.4.3 金剛石的硼摻雜 5
1.5 光學(xué)中心的命名 5
1.6 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀分析 6
1.6.1 輻照金剛石 6
1.6.2 光致發(fā)光技術(shù) 7
1.7 本書的研究內(nèi)容 7
第2章 金剛石的理論基礎(chǔ) 8
2.1 結(jié)晶學(xué)及能帶理論 8
2.1.1 晶格 8
2.1.2 晶向與米勒指數(shù) 8
2.1.3 倒易點(diǎn)陣與布里淵區(qū) 8
2.1.4 禁帶的產(chǎn)生 10
2.1.5 施主與受主 12
2.1.6 聲子與Raman 散射 13
2.2 電子輻照 14
2.2.1 優(yōu)勢(shì) 14
2.2.2 電子能量 15
2.2.3 電子滲透的深度 15
2.2.4 電子劑量 16
2.2.5 輻照區(qū)域 16
2.3 金剛石點(diǎn)缺陷 16
2.3.1 本征點(diǎn)缺陷 16
2.3.2 雜質(zhì)缺陷 18
2.3.3 熱激活能 20
2.4 光致發(fā)光與光學(xué)躍遷 20
2.4.1 光致發(fā)光 20
2.4.2 輻射躍遷 21
2.4.3 Huang-Rhys 因子 23
2.4.4 Jahn-Teller 效應(yīng) 24
2.4.5 振動(dòng)結(jié)構(gòu)與局部振動(dòng)模 25
2.5 外加場的作用 26
第3章 金剛石輻照缺陷引入與表征 27
3.1 金剛石試樣的制備 27
3.2 透射電子顯微鏡 28
3.3 低溫PL 光譜及Raman 光譜 29
3.3.1 低溫冷卻 30
3.3.2 Renishaw 激光共聚焦顯微Raman 光譜儀 30
3.4 激光共聚焦顯微Raman 光譜儀的校正 31
3.5 WiRETM 軟件 32
3.5.1 軟件的設(shè)置 32
3.5.2 光譜的采集 33
3.5.3 線掃描與面掃描 33
3.5.4 曲線的擬合 34
3.6 退火 35
第4章 Ⅱa 型金剛石輻照缺陷的光致發(fā)光與光致變色 36
4.1 引言 36
4.2 光學(xué)中心 38
4.2.1 Raman 峰 41
4.2.2 3H 中心 41
4.2.3 GR1 中心 43
4.2.4 515.8nm、533.5nm 及580nm中心 44
4.3 實(shí)驗(yàn)條件的影響 46
4.3.1 輻照電子劑量 47
4.3.2 劑量速率 49
4.3.3 輻照溫度 51
4.3.4 輻照電壓 51
4.3.5 測(cè)試溫度 54
4.3.6 局部應(yīng)力 55
4.4 紫外激光激發(fā)與光致變色 58
4.5 光學(xué)中心的空間分布 60
4.5.1 輻照平面方向 60
4.5.2 深度方向 62
4.6 退火 66
4.7 掃描電子顯微鏡 74
第5章 Ⅰ型金剛石輻照缺陷的光致發(fā)光與光致變色 77
5.1 引言 77
5.2 光學(xué)中心 81
5.3 紫外激光激發(fā)與光致變色 85
5.4 退火 89
5.5 掃描電子顯微鏡 94
5.6 雜質(zhì)氮在晶體中的分布情況 97
5.7 缺陷結(jié)構(gòu)與電荷狀態(tài) 102
5.7.1 3H 中心 102
5.7.2 515.8nm、533.5nm 與580nm 中心 104
5.7.3 523.7nm 中心與626.3nm 中心 105
5.8 NV 中心的相互轉(zhuǎn)化 107
第6章 Ⅱb 型金剛石輻照缺陷的光致發(fā)光及光致變色 108
6.1 引言 108
6.2 光學(xué)中心 113
6.2.1 635.7nm 中心 114
6.2.2 666.0nm 中心 115
6.2.3 648.1nm 中心 116
6.2.4 其他光學(xué)中心 117
6.3 光致變色及熱致變色 117
6.4 掃描電子顯微鏡 124
6.5 缺陷結(jié)構(gòu)模型 126
6.5.1 635.7nm/666.0nm 中心(DB1中心) 126
6.5.2 648.1nm 中心 127
6.6 光致變色與熱致變色 127
第7章 總結(jié) 129
參考文獻(xiàn) 132
彩圖