Новости / Планета Земля / Разработана методика определения состава перспективных материалов для электроники на основе алмаза
22.04.2024
Разработана методика определения состава перспективных материалов для электроники на основе алмаза
Кремний, являющийся вторым по распространенности элементом в земной коре после кислорода, благодаря невысокой стоимости, полупроводниковым и оптическим свойствам, широко используется в промышленности.
Весьма востребован он в электронике. Однако ученые отмечают, что некоторые параметры кремния уже не соответствуют современному технологическому уровню. Так, ввиду малой подвижности электронов кремний уступает в СВЧ-диапазоне новым материалам для телекоммуникационных систем. К тому же при высоких температурах и радиации его полупроводниковые свойства деградируют.
В связи с этим ученые заняты поиском и разработкой альтернативных материалов для электроники. Одним из перспективных вариантов считается алмаз, благодаря его высокой прочности, устойчивости к высоким температурам и радиации.
При том, что алмаз относится к диэлектрикам, ему можно придать полупроводниковые свойства путем включения в кристаллическую структуру примеси бора. Проблему очень низкой распространенности алмазов в сравнении с кремнием частично решило развитие синтетических аналогов. Тем не менее для массового промышленного применения технологии их получения весьма дороги и сложны, поэтому ученые также разрабатывают более эффективные методы синтеза искусственных алмазов.
В новом исследовании сотрудники СПбГУ и СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали методику высокоточного определения концентрации бора в полупроводниках на основе синтетических алмазов. В ходе работы они проанализировали диэлектрические и полупроводниковые алмазные подложки, а также структуры с нанесенными методом эпитаксии тонкими слоями алмаза с примесью бора. Цель исследования состояла в выяснении возможностей определения содержания бора в слоях этих материалов различными методами. В качестве методов использовали измерение спектров поглощения, а для образцов с напылением – измерение оптической плотности в инфракрасном диапазоне.
По результатам исследователи установили, что метод ИК-спектроскопии подходит для проверки приборных структур на основе алмаза путем определения содержания примесей, обеспечивая быстроту и точность измерений.
На основе полученных данных сотрудники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создали математическую модель для определения содержания бора в эпитаксиальных слоях любых материалов.
Ученые считают, что их достижения будут актуальны для прикладных и научных работ со структурами на основе алмаза. По их мнению, путем варьирования концентрации бора можно будет получать материалы для различных целей, в том числе для экстремальных условий вроде открытого космоса.
