大尺寸掺硼宝石级金刚石单晶的高温高压合成及电学性质研究

贾晓鹏¹，赵明¹，肖宏宇¹，马红安¹，李勇¹

(1.吉林大学,超硬材料国家重点实验室,吉林,长春,130012;
2.河南理工大学,材料学院,河南,焦作,454000)

摘要:在5.4GPa、1200～1400℃条件下,进行掺硼金刚石单晶的合成研究.成功合成出了重0.2g,径向尺寸达6.0mm的优质掺硼金刚石单晶.考察了合成体系中硼添加量对晶体透光度的影响.利用伏安特性和霍尔测试,得到了掺硼金刚石单晶常温电阻率、霍尔系数及霍尔迁移率和合成体系中硼添加量的关系.研究发现,随着合成体系中硼添加量的增加,晶体的电阻率和霍尔迁移率都呈下降趋势;霍尔系数随硼添加量的增加先下降后上升.随着硼添加量的增加:晶体常温电阻率下降,表明硼杂质已进入到金刚石晶体中.霍尔迁移率的下降,可能是晶体缺陷增多对载流子散射所致.霍尔系数先减小后增大,这可能与进入金刚石的硼元素量增大及晶体缺陷增多有关.

关键词:高温高压; 金刚石; 电学性质; high temperature and high pressure; diamond; electrical properties;

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