Nanoseminar: Diamond Growth and Doping by Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition

Text

Diamant je dobře známý jako drahokam, ale je také vynikajícím průmyslovým materiálem s výjimečnými fyzikálními vlastnostmi, jako je extrémní tvrdost, vysoká tepelná vodivost a chemická stabilita. Kromě toho je diamant velmi slibným polovodičem se širokým zakázaným pásmem pro elektronická zařízení nové generace určená pro vysokovýkonné aplikace. V poslední době diamant přitahuje značnou pozornost v oblasti kvantových technologií, zejména díky barevným centrům s dusíkovou vakancí (NV), které umožňují ultra citlivé snímací aplikace a otevírají perspektivy pro kvantové počítání při pokojové teplotě.

V této prezentaci bude diskutována syntéza diamantu pomocí plazmou podporované chemické depozice z plynné fáze (PECVD) se zaměřením na základní mechanismy řídící růst diamantu. Budou představeny klíčové parametry procesu a jejich souvislost se strukturálními vlastnostmi vyrostlých vrstev.

Kromě optimalizace růstu je dopování klíčovým krokem při přizpůsobování vlastností diamantu. Kontrolovaným začleňováním nečistot lze upravit elektrickou vodivost diamantu, přičemž lze také významně změnit jeho optické a dokonce i mechanické vlastnosti. V důsledku toho hraje dopování ústřední roli při umožnění aplikací na bázi diamantu, jako jsou výkonová elektronika a nové kvantové technologie. Zvláštní pozornost bude věnována růstu dopovaného diamantu pomocí PECVD, se zaměřením na tři nejdůležitější dopanty pro elektronické a kvantové aplikace: bór, fosfor a dusík. Budou diskutovány klíčové parametry ovlivňující začlenění dopantu, s důrazem na epitaxiální růst. Na závěr budou představeny nejnovější výsledky naší skupiny (AD2M), spolu s aktuálními směry výzkumu a zbývajícími výzvami v této oblasti.