ESR・ENDORによる電子線照射したダイヤモンド結晶のカラーセンターの研究

点击翻译按钮获取中文摘要

同種のカラーセンター(点欠陥)であっても、異なる半導体結晶中では、電子の局在性、構造や、安定性などがかなり異なる場合が多い。共有結合の強さを尺度にして点欠陥と母格子との相互作用を比較するとき、ダイヤモンドには比較の原点としての役割が期待される。本研究では、ホウ素をドープした半導体ダイヤモンド結晶に、電子線を照射し、ESR(電子スピン共鳴)及びENDOR(電子核二重共鳴)を用いて、ダイヤモンドではまだ確認されていない電荷+1の原子空孔や、ホウ素に関係する新しい点欠陥の探索を続けてきている。1.電子線照射後に見いだされた主要なESRスペクトルを電荷+1の原子空孔と同定するための実験を行なった。結晶育成の金属溶媒の種類によらずに観測されるとともに、電子線の照射線量とともに生成量が増加し、固有欠陥である。(不純物に起因するのではない)ことが確かめられた。角度変化から決められる対称性、生成濃度のホウ素ドープ量依存性や、500℃への昇温により消失することなど、電荷+1の原子空孔を示唆する実験結果が得られた。^<13>C超微細相互作用を観測したが、空孔を囲む4つのダングリングボンドに不対電子が局在したものとしては不対電子密度が小さいので、電子の非局在化の程度を確認するために^<13>Cを濃縮した結晶によるENDOR測定を試みている。2.ホウ素核1個との超微細相互作用を示すESRスペクトルを、ダイヤモンドでは初めて観測し、同定のための詳細な測定を続けている。(日本物理学会第48会年会で発表)3.照射試料の昇温処理の予備実験としての未照射合成ダイヤモンド結晶の昇温処理により、ニッケルと2個の窒素との複合欠陥を見いだした。(日本物理学会1992年秋の分科会で発表)