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

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1.01ct，径向尺寸达6.0 mm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