Electrical conduction of ion tracks in tetrahedral amorphous carbon: temperature, field and doping dependence and comparison with matrix data
Electrical conduction of ion tracks in tetrahedral amorphous carbon: temperature, field and doping dependence and comparison with matrix data
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四面体非晶碳中离子轨迹的电传导：温度、场和掺杂依赖性以及与矩阵数据的比较
DOI：
10.1088/1367-2630/17/12/123009
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发表时间：
2015
影响因子：
3.3
通讯作者：
Weidinger
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Krauser;Gehrke;H.-G.Hofsäss;Trautmann;Weidinger
本文对无氢四面体非晶碳（ta-C）中离子径迹的电学性质进行了较全面的研究，其中sp3键的比例约为80%.薄膜生长的质量选择离子束沉积100 eV的12 C+离子。的离子轨道产生的ta-C膜与1 GeV的动能的铀离子的照射。沿着离子路径，发生从类金刚石（sp 3）碳到类石墨（sp 2）碳的转化。在环境温度下，通过原子力显微镜进行个别离子轨迹的地形和电流测量。的电导率的温度依赖性进行了研究15和390 K之间通过0.28 mm 2的大接触垫平均超过约10 - 7轨道。对于每个样品和在每个温度下，分别测量作为所施加电场（非欧姆行为）的函数的电导率，并将数据外推至场零。以这种方式，零场电导率被确定独立于场依赖性。尽管在绝对值的大的差异，零场电导率的温度依赖性被发现是非常相似的形状为所有样品。电导率遵循
This paper gives an extended overview of the electrical properties of ion tracks in hydrogen-free tetrahedral amorphous carbon (ta-C) with a sp 3 bond fraction of about 80%. The films were grown by mass selected ion beam deposition of 100 eV 12 C+ ions. The ion tracks are generated by irradiation of ta-C films with uranium ions of 1 GeV kinetic energy. Along the ion path a conversion from diamond-like (sp 3) carbon to graphite-like (sp 2) carbon takes place. Topography and current measurements of individual ion tracks were performed by atomic force microscopy at ambient temperature. The temperature dependence of the electric conductivity was studied between 15 and 390 K by means of 0.28 mm 2 large contact pads averaging over about 10 7 tracks. For each sample and at each temperature the conductivity as a function of the applied electrical field (non-ohmic behaviour) was measured separately and the data were extrapolated to field zero. In this way, the zero-field conductivity was determined independent from the field dependence. In spite of large differences in the absolute values, the temperature dependence of the zero-field conductivities is found to be very similar in shape for all samples. The conductivities follow a
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