A gyémánt, mint félvezető anyag

A gyémántokat a nitrogén jelenléte vagy hiánya alapján két típusba sorolják, az I. típusúra és a II. típusúra: Az I. típus nitrogént tartalmaz; A II-es típus nem. A kék gyémántok IIb típusúak és félvezetők. A gyémánt kiváló elektromos tulajdonságokkal rendelkezik, például 5,5 eV-ig terjedő sávszélességgel, 10¹⁰ Ω·cm feletti ellenállással és 5,5 dielektromos állandóval. Elméletileg a gyémánt detektoranyagként használható rendkívül kemény sugárzási környezetben. A gyémánt sugárzásérzékelők kutatása korán elkezdődött, a természetes gyémántoktól a HPHT gyémántokig, majd a CVD gyémántfilmekig.

 

Széles sávú félvezetőként a gyémánt kétségtelenül az optoelektronikában a leglenyűgözőbbek. Az n- típusú gyémánt félvezetők doppingolásának nehézségei azonban kihívást jelentenek a homojunkciók előállításában. Egy gyémánt egykristály (111) felületén homoepitaxiális növesztéssel két réteg gyémántfilmet készítettek. A p- típusú félvezetőt a gyémántfilm bórral való adalékolásával (B), az n- típusú félvezetőt pedig foszforral (P) való adalékolással állítottuk elő. A kutatók ezután továbbfejlesztették ezt az eszközt, és 20 V-os előfeszítő feszültség alatt az eszköz ultraibolya fényt bocsátott ki. Azt is jelezték, hogy az eszköz magas hőmérsékleten is működhet.

 

A nitrogén-adalékolt gyémántfilm réteget egy bór-adalékolt gyémántfilmre homoepitaxiális növesztéssel készítettek, de ennek a p-n átmenet elektrolumineszcens és egyéb jellemzőiről nem számoltak be részletesen.