DT中性子計測への応用を目指した高品質単結晶ダイヤモンドの合成と特性評価

用于DT中子测量的高质量单晶金刚石的合成和表征

基本信息

批准号：
17044001
负责人：
金子純一
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Hokkaido University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
财政年份：
2005
资助国家：
日本
起止时间：
2005 至无数据
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では二つのテーマについて研究を行った。一つ目のテーマである高品質単結晶ダイヤモンドの合成と評価では、超高純度原料をもちいた高圧高温合成単結晶ダイヤモンドの合成と評価を行い非ダイヤモンド原料を使った場合、結晶性に問題が生じる可能性があること、現状の技術ではHP/HT法によってエネルギースペクトロメータグレードの単結晶ダイヤモンドを造ることはペンディングとすべきであるものの、CVD単結晶合成用の基板としては極めて有望であることを明らかにした。また高品質CVD単結晶ダイヤモンドの合成と評価を行った結果、透明な大面積基板は歩留まりよく合成可能であるものの電気特性向上を狙った合成条件の探求が必要であることがわかった。二つ目のテーマである電荷捕獲準位同定手法の開発では試料に対する電荷捕獲をあらかじめ行ったうえで、光電流測定を行い、捕獲準位のエネルギー同定を行う測定方法確立の目処を立てた。紫外線とWランプからの単色光を用いた不純物準位の評価技術の開発を行い、超高純度HP/HTダイヤモンド及びCVDダイヤモンドの計測を行った。外気導入による冷却によって試料温度を0℃付近まで下げることで熱雑音を1桁減らし、数100fAの電流計測を可能にした。この方法は従来に無い極めて優れた方法であり、高品質ダイヤモンド合成のために完成を目指すべき手法といえる。

这项研究的重点是两个主题。第一个主题是对高质量单晶钻石的合成和评估，是合成和评估具有超高纯度原材料的高压，高温合成的单晶钻，并揭示出在使用非二号二号木材料时出现结晶性问题的可能性。尽管当前的技术应待定，以使用HP/HT方法创建能级级单晶钻石，但作为CVD单晶合成的基板，它非常有前途。此外，高质量CVD单晶钻石的合成和评估表明，尽管透明的大面积底物具有高度能力合成，但有必要探索旨在改善电性能的合成条件。在第二个主题中，电荷捕获水平识别方法的开发，我们设定了一个目标，可以建立一种测量方法，该方法涉及预先捕获样品上的电荷，然后测量光电流并识别捕获水平的能量。我们开发了一项技术，用于评估使用W灯的紫外线和单色光，并测量超高纯度HP/HT钻石和CVD钻石的技术。通过引入外部空气来冷却，将样品温度降低至0°C左右，从而将热噪声降低了一个数量级，从而可以测量数百个FA的电流。这种方法是一种非常出色的方法，从未见过，可以说是一种旨在完善高质量钻石合成的方法。