Mechanismus und Anwendungen der Oberflächenleitfähigkeit von wasserstoffterminiertem Diamant

氢封端金刚石表面电导率机理及应用

• 批准号: 5382319
• 负责人: Professor Dr. Lothar Ley
• 金额: --
• 依托单位: Lehrstuhl für Technische Physik
• 依托单位国家: 德国
• 项目类别: Research Grants
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 德国
• 起止时间: 2001-12-31 至 2008-12-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/5382319?language=en
• 关键词: Mechanismus; und; Anwendungen; der; Oberfl

Reiner Diamant ist ein Isolator. Trotzdem weist die Oberfläche von Diamant eine Leitfähigkeit von etwa 10-4 S auf, die von einer Löcheranreicherungsschicht an oder unmittelbar unter der Oberfläche getragen wird. Diese Oberflächenleitfähigkeit ist nicht auf Einkristalle beschränkt, sondern wird auch für CVD-Diamantschichten beobachtet. Die Löcherkonzentration kann in MESFET-ähnlichen Bauelementen gesteuert werden, und diese FETs weisen Transconductances auf, die mit denen von Si-nMOSFETS vergleichbar sind. Trotz des erheblichen Anwendungspotentials ist der Mechanismus, der zur Löcheranreicherung führt, weitgehend ungeklärt. Es steht nur fest, daß die Wasserstoffterminierung der Diamantoberfläche eine notwendige Voraussetzung ist. Wir haben ein Modell entwickelt, in dem der Elektronentransfer zwischen Diamant und der ubiquitären, oberflächlichen Wasserschicht für die Löcheranreicherung verantwortlich ist, so daß letztere effektiv als extrem flacher Akzeptor wirkt. Das Modell macht quantitative Aussagen über die Löcherkonzentration als Funktion der Parameter, die das elektrochemische Potential der Wasserschicht bestimmen. Diese Voraussagen und damit die Validität des Modells sollen durch die systematische Untersuchung der OFL unter kontrollierten atmosphärischen Bedingungen und in Elektrolyten einer kritischen Analyse unterzogen werden. Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die möglichst vollständige Kontrolle der Diamantoberfläche mit den Methoden der Oberflächenphysik.

Reiner Diamant是一个隔离器。Trotzdem weist die Oberfläche von Diamant eine Leitfähigkeit von etwa 10-4 S auf，die von einer Löcheranreicherungsschicht an oder unmittelbar unter der Oberfläche getragen wird.这种上表面张力不是一种特殊的张力，因此也可以用于CVD-金刚石。MESFET中的Löcherkonzentration可以通过韦尔登来实现，而这些FET可以通过跨导来实现，其中Si-NFET的跨导非常明显。Trotz des erheblichen Anwendungspotentials ist der Mechanismus，der zur Löcheranreicherung führt，weitgehend ungeklärt.这仅仅是一个节日，但钻石的Wasserstoffterminierung不是一个值得纪念的节日。我们有一个模型，在dem der Elektronentransfer zwischen Diamant und der ubiquitären，oberflächlichen Wasserschicht für die Löcheranreicherung verantwortlich ist，so daumbletztere effektiv als extreme flacher Akzeptor plankt。该模型定量地描述了Löcherkonzentration作为参数的函数，并对Wasserschicht的电化学势进行了估计。通过对OFL的系统性研究，在控制大气污染的基础上，并在电解质中进行一次临界分析，可以验证模型的有效性。Ein wesentlicher Aspekt ist dabei die möglichst vollständige Kontrolle der Diamantoberfläche mit den Methoden der Oberflächenphysik.