Радиационное повреждение и графитизация алмаза при ионной имплантации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

на правах рукописи

Хмельницкий Роман Абрамович

Радиационное повреждение и графитизация алмаза при ионной имплантации

01 04 07 - физика конденсированного состояния

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2008

003167321

Работа выполнена в Отделении физики твердого тела Физического института РАН им ПН Лебедева

Научный руководитель доктор физико-математических наук,

профессор Гиппиус Алексей Алексеевич

Официальные оппоненты доктор физико-математических наук

Мордкович Виктор Наумович (ИПТМ РАН)

доктор технических наук, профессор Концевой Юлий Абрамович (ФГУП "Пульсар")

Ведущее учреждение Научно-исследовательский институт

ядерной физики им ДВ Скобельцына Московского государственного университета им МВ Ломоносова

Защита состоится 19 мая 2008 г в 12 часов на заседании диссертационного совета Д 002 023 03 в Физическом институте РАН им П Н Лебедева (Москва, 119991, Ленинский пр. 53, гл здание)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физического института им П.Н Лебедева РАН по вышеуказанному адресу.

Автореферат разослан "_"_2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор физико-математических наук, профессор

Общая характеристика работы

Актуальность темы

В течение многих лет не ослабевает интерес к исследованиям радиационной стойкости и графитизации алмаза Тому есть несколько причин Во-первых, алмаз в нормальных условиях является метастабильной фазой углерода и при радиационном повреждении может трансформироваться в более стабильную графитоподобную фазу Исследование графитизации при радиационном повреждении может пролить свет на физику такого перехода Во-вторых, одной из наиболее перспективных областей применения алмаза являются датчики всех видов ионизирующих излучений и нужно знать механизмы повреждения таких датчиков [1] В-третьих, до сих пор одним из наиболее эффективных методов модификации свойств алмаза является ионная имплантация [2] С ее помощью научились делать полупроводниковые слои р-типа хорошего качества и даже изготавливать кое-какие приборные структуры После имплантации необходимо отжечь материал, чтобы устранить, насколько это возможно, радиационные повреждения Метастабильность алмазной фазы накладывает ограничение на возможную температуру отжига При температурах выше 1600 °С при низких давлениях начинается неоднородная графитизация поверхности алмаза По этой причине полностью устранить все радиационные дефекты при отжиге не удается из-за высокой температуры Дебая алмаза (~ 2000 К [3,4]) Остаточные дефекты влияют на электрические свойства имплантированного материала

При больших дозах имплантации возникает угроза графитизации слоев алмаза с наибольшим радиационным повреждением Графитизация - это трансформация алмаза, где атомы связаны ер3 связями, в материал, где, как в графите, атомы связаны ер2 связями С одной стороны это явление кладет некоторый предел применению ионной имплантации в алмазе, а с другой открывает возможности использования заглубленных и поверхностных графитизированных слоев в качестве пассивных и активных элементов алмазной электроники Материал в таких слоях очень напоминает по свойствам графит -поглощает свет и хорошо проводит ток, хотя вопрос о микроструктуре этого вещества сейчас находится в стадии изучения

Цель исследования

В настоящей работе ставится цель экспериментально исследовать природу радиационного повреждения алмаза, процессы трансформации дефектов и

формирования графитизированного материала

Основные задачи

В рамках настоящей работы стоят следующие задачи

- исследовать радиационное повреждение алмаза при ионной имплантации методами оптического пропускания и измерения вспухания,

- проследить процесс отжига радиационных дефектов и установить закономерности формирования графитизированных слоев,

- исследовать оптические свойства графитизированных слоев,

- описать и изучить явления, возникающие при отжиге алмаза, имплантированного изотопами водорода,

- исследовать явление блистеринга в алмазе

Объект исследования и экспериментальный подход

Основные экспериментальные данные получены на природных монокристаллических образцах Использовались полированные пластинки, вырезанные в плоскостях (110) и (100) Типичные линейные размеры пластинок

- 3-5 мм, а толщины 100-400 мкм. Через маски с отверстиями имплантировались ионы Н+, D+, Не+ и С+ с энергиями до 350 кэВ Ионная имплантация производилась на ускорителе ионов фирмы "High Voltage Engineering Europa В Y " с магнитным сепаратором ионов при давлении ниже 10"3 Па Имплантация делалась в неканалирующих направлениях Если это особо не оговаривается, имплантация производилась номинально при комнатной температуре В ряде экспериментов имплантация производилась при температурах, отличных от комнатной, что реализовано путем нагрева или охлаждения держателя образцов

Для нужд ИК спектроскопии С-Н связей монокристаллические образцы были имплантированы ионами Н+ с энергиями от 350 до 65 кэВ (всего 18 значений энергии) и такими дозами (суммарная доза 2,45 1017 см"2), чтобы на глубинах от 0,3 до 1,8 мкм концентрация имплантированного водорода была 1,6 1021 см"3 (±10 %), что составляет немногим менее 1 ат %

В ряде случаев использовались образцы полированных поликристаллических пленок, выращенных методом СВЧ ПФХО Имплантация производилась в них как с ростовой стороны, где кристаллиты имеют средние размеры ~ 100 мкм, так и со стороны зародышеобразования, где размеры кристаллитов - 1 мкм

Отжиг образцов производился при температурах до 1700 °С в графитовой

печи в вакууме при давлении ниже 10"3 Па Температура отжига контролировалась термопарой и двучастотным пирометром сравнения Отжиг при более высоких температурах не проводился из-за угрозы объемной спонтанной графитизации образца Неоднородная поверхностная спонтанная графитизация, возникающая на полированных пластинках определенных кристаллографических ориентаций при температурах выше 1600 °С, также вынуждала использовать только специально отобранные образцы После отжига поверхность алмазных образцов всегда покрыта тонким однородным слоем графита из-за взаимодействия с адсорбированными атомами и остаточными газами вакуумной установки Чтобы устранить этот поверхностный графит, мешающий оптическим измерениям, образцы после отжига травились в горячем хромпике (раствор К2Сг207 в H2S04) при температуре около 180 °С

Оптическое поглощение исследовалось в диапазоне 220-900 нм на спектрофотометре "Specord М400" (Carl Zeiss, Jena)

В образцах, предназначенных для исследования С-Н связей, на спектрофотометре "Specord М80" (Carl Zeiss, Jena) измерялось ИК поглощение в диапазоне 2,5-50 мкм Оптические измерения выполнялись при комнатной температуре

Для некоторых образцов измерялось отражение света в видимом диапазоне на интерференционном микроскопе МИИ-4, совмещенном со спектрофотометром СФ-16

На характерных стадиях отжига выполнялись микрофотографии образцов в проходящем и отраженном свете на оптическом микроскопе ПОЛАМ-Р132, оснащенном цифровой фотокамерой COOLPIX-955

Информация о рельефе поверхности образцов получена путем измерения топографии поверхности методом оптической интерферометрии на оптическом интерференционном микроскопе Zygo NewView 5000

"Измерения спектральной эллипсометрии выполнялись на универсальном автоматическом двухканальном эллипсометре в диапазоне длин волн 370-1100 нм

Кроме того, привлекалась к использованию атомно-силовая микроскопия Научная новизна

Показано, что методы измерения оптического пропускания и вспухания позволяют количественно измерять радиационное повреждение алмаза при ионной имплантации

Определены оптические и электрические свойства графитизированного материала

Предложен способ определения толщины заглубленного графитизированного слоя

Разработана технология изготовления заглубленных проводящих слоев в алмазе

Впервые подробно исследованы явления при имплантации в алмаз изотопов водорода

Разработаны рекомендации по изготовлению алмазных датчиков ионизирующих излучений

Практическая ценность и реализация результатов

Графитизированные слои могут найти применение в качестве активных и пассивных элементов алмазной электроники В качестве пассивных элементов они могут быть использованы как резисторы, обкладки конденсаторов, токопроводящие дорожки и т п Приведен пример запатентованного термодатчика на основе графитизированного слоя В конструкции активных элементов такие слои можно применить для создания гетероконтактов к полупроводниковому и изолирующему алмазу Применение графитизированного слоя для создания заглубленного электрического контакта к полупроводниковому алмазу продемонстрировано на примере конструкции диода Шоттки

Практически важно, что знание оптических параметров графитизированного материала позволяет по простым измерениям оптического пропускания определять толщины графитизированных слоев, а по интерференции легко определяется глубина их залегания

Уже сейчас тонкие полупрозрачные поверхностные графитизированные слои успешно применяются для изготовления контактов в детекторах УФ излучения и датчиках ионизирующих частиц малых энергий на алмазе.

Знание физики радиационных дефектов в алмазе дает возможность проектировать и эксплуатировать датчики ионизирующих излучений с максимальной эффективностью и ресурсом

Апробация результатов работы

Основные результаты работы были доложены на - 3-м Международном симпозиуме по алмазным пленкам, С-Петербург, Россия,

16-19 июня 1996 г

- Международной конференции "Алмазы в технике и электронике", Москва, Россия, 26-28 мая 1998 г

- 6-й Международной конференции "New Diamond Science and Technology", Претория, ЮАР, 31 августа-4 сентября 1998 г

- Всероссийской конференции " Алмаз в технике и электронике", Москва, Россия, июнь 2000 г

- Всероссийской конференции " Алмаз в технике и электронике", Москва, Россия, 12-13 сентября 2001 г

- 5-й международной конференции "Взаимодействие излучений с твердым телом", Минск, Беларусь, 6-9 октября 2003 г

- 5-й международной конференции "Ion implantation and other applications of ions and electrons", Казимеж Дольны, Польша, 14-17 июня 2004 г

- Совещании руководителей проектов по программе фундаментальных исследований РАН "Новые материалы и структуры", Черноголовка, 1-2 декабря 2005г

Публикации

В процессе выполнения работы опубликовано 12 статей в отечественных и зарубежных журналах, получен патент на изобретение

Защищаемые положения

- Метод оптического поглощения позволяет получить информацию о природе и трансформации радиационных дефектов в процессе ионной имплантации и отжига Он вкупе с измерениями вспухания дает абсолютную и интегральную характеристику степени радиационного повреждения ионно-имплантированного алмаза Это простые, информативные и неразрушающие методы

- Графитизированный материал является аморфной формой углерода, где атомы связаны sp2 связями В спектральном диапазоне 370-1100 нм по данным эллипсометрических измерений графитизированный материал имеет показатель преломления от 2,26 до 2,38 и коэффициент экстинции от 0,8 до 0,98 Графитизированный материал имеет плотность 2,1+0,1 г/см3 При комнатной температуре его удельное сопротивление составляет 5 10~3 Ом см с отрицательным температурным коэффициентом - 2,3 10"4 К"1

- Имплантация изотопов водорода приводит к уникальным явлениям островковой графитизиции, разрастания графитизированных областей и

блистеринга Разрастание графитизированных областей происходит при высоких температурах отжига (больше 1500 °С) и наблюдается во всех случаях имплантации изотопов водорода При имплантации Н+ графитизированный слой всегда островковый, и не существует пороговой дозы графитизации Чем ниже доза имплантации, тем выше температура начала графитизации и тем меньше размеры островков Случай имплантации по своим проявлениям занимает промежуточное положение между имплантацией Не+ и Н+ - Явление блистеринга демонстрирует случай диффузии имплантированного водорода в алмазе В пузыри собирается только часть имплантированного водорода Большая часть деформации алмазной пленки над пузырем носит упругий характер Давление газообразного водорода в пузырях при комнатной температуре составляет несколько десятков атмосфер, а натяжения в пленках -сотни Мпа

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, пяти глав и библиографии Глава 1 Радиационное повреждение алмаза при ионной имплантации и последующем отжиге

Глава 2 Радиационное повреждение алмаза при ионной имплантации и графитизация

Глава 3 Свойства и применение графитизированных слоев в алмазе Глава 4 Особенности графитизации при имплантации изотопов водорода Глава 5 Заключение

Диссертация содержит 97 страниц и 43 рисунка Библиография состоит из 80 ссылок

Содержание

Во введении содержится общая характеристика проблемы, описываются свойства алмаза и особенности его радиационного повреждения, определены цели и задачи работы

Первая глава содержит описание радиационного повреждения алмаза при ионной имплантации, моделирование ионной имплантации методом Монте-Карло, описание экспериментов и литературный обзор работ по радиационному повреждению алмаза '

При ионной имплантации в твердое тело ион тормозится в материале до тех пор, пока не потеряет свою кинетическую энергию Потеря энергии иона

происходит за счет упругих и неупругих взаимодействий При неупругих процессах ион расходует энергию на возбуждение электронной подсистемы твердого тела, не образуя дефектов В упругих процессах происходят столкновения налетающего иона с атомами кристаллической решетки. Если переданной при этом энергии окажется достаточно для разрыва межатомных связей, то атом выбивается со своего места и образуются основные радиационные дефекты вакансия и сам выбитый атом, то есть междоузлие

Для типичных условий ионной имплантации выполнено моделирование пролета ионов методом Монте-Карло, в результате которого получены распределения вакансий и имплантированной примеси (рис 1) Это моделирование учитывает неупругие потери энергии ионов на взаимодействие с электронной подсистемой твердого тела, упругие потери при соударении с атомами вещества, собственно приводящие к возникновению радиационных дефектов [5] Оно не учитывает кристаллическую природу бомбардируемого вещества, не учитывает взаимодействие дефектов между собой и их диффузию, то есть дает "замороженную" картину пространственного распределения первичных точечных дефектов Кроме того, оно не учитывает явлений т н баллистического отжига, когда при больших дозах имплантации в условиях высокой концентрации дефектов выбивание уже выбитого атома не приводит к образованию нового дефекта и даже может вернуть атом в замещающее положение [6] Тем не менее, такое моделирование дает во многих отношениях хорошее совпадение с опытом [7]

350 кэВ 1*1016 см2

-•-н

о Вакансии от Н — • — О

о Вакансии от О -♦-Не о Вакансии от Не С

Вакансии от С

1000 Глубина, нм

1500

2000

Рис 1 Распределения концентраций имплантированных атомов Н, Б, Не, С и радиационных дефектов при ионной имплантации с энергией 350 кэВ и дозой 1 1016 см2, полученные моделированием методом Монте-Карло

При обсуждении природы радиационного повреждения в алмазе по литературным данным основное внимание уделено таким информативным экспериментальным методикам, как комбинационное рассеяние, измерения электропроводности и просвечивающая электронная микроскопия В частности, отмечено, что графитизированный материал, образующийся при имплантации в алмаз с дозами выше критической и последующем высокотемпературном отжиге, оказался аморфным

Во второй главе приведены экспериментальные результаты исследования радиационного повреждения алмаза при ионной имплантации и графитизации методами оптического пропускания и вспухания

Простые и неразрушающие методы исследования оптического пропускания и вспухания применены для исследования радиационного повреждения алмаза при ионной имплантации В частности, этими методами была подтверждена сильная зависимость степени и природы радиационного повреждения от температуры имплантации и важности явлений радиационно-стимулированного отжига (рис 2)

Длина волны, нм

Рис 2 Спектры оптического пропускания алмазов, имплантированных ионами Не+ с энергией 350 кэВ (1) - неимплантированный алмаз, (2), (3), (4) - доза имплантации 3 1015 см2, (5), (6), (7) доза имплантации 3 1016 см"2 (2) и (5) - температура имплантации 373 К, (3) и (6) - температура имплантации 273 К, (4) и (7) - температура имплантации 77 К (8) - участок спектра (7) в подробном масштабе (9) - снятый при комнатной температуре спектр пропускания алмаза, облученного электронами с энергией 2 МэВ и дозой 3 1018 см2

Основной компонентой оптического поглощения ионно-имплантированных слоев в алмазе является поглощение нейтральными вакансиями Но имеется еще одна бесструктурная составляющая неясной природы (предположительно, поглощение на эр2 связях) Когда радиационное повреждение превышает критическое, наблюдается также интерференция, говорящая о зарождении графитизированного слоя Из спектров на рис 2 видно, чю общий уровень радиационного повреждения (определяемый по оптическому поглощению) тем меньше, чем выше температура имплантации

Процесс отжига ионно-имплантированных слоев выявляет следующие

закономерности Когда радиационное повреждение ниже критического, при температурах отжига вплоть до 800 °С полностью отжигаются вакансии, при температурах 500-1000 °С отжигаются дефекты с ер2 связями Далее вплоть до самых высоких температур отжигаются дефекты, дающие в оптическом поглощении хвост Урбаха Когда радиационное повреждение выше критического, в спектрах пропускания наблюдается интерференция, свидетельствующая об образовании графитизированного слоя В этом случае в процессе отжига наблюдаются две тенденции отжиг радиационных дефектов и формирование графитизированного слоя

В третьей главе основной результат - экспериментальное определение комплексного показателя преломления графитизированного материала в широком спектральном интервале Приведены результаты исследования других свойств этого материла, а также перспективные направления его практического применения

Для изучения свойств графитизированного материала, образующегося при имплантации с дозами выше критической и последующем высокотемпературном отжиге, применен метод спектральной эллипсометрии Он позволил с высокой точностью определить комплексный показатель преломления п-Ус графитизированного материала (рис 3) Вид спектров подтверждает, что в основе микроструктуры графитизированного материала лежат ер2 связи

Знание коэффициента экстинции к, а, следовательно, коэффициента поглощения позволяет по измерениям оптического поглощения определять толщину графитизированного слоя Вместе с данными вспухания над ним это позволяет рассчитать плотность материала в нем Она оказалась равной 2,1+0,1 г/см3, что типично для всех графитоподобных материалов

По электрическим свойствам графитизированный материал сильно напоминает графит При комнатной температуре его удельное сопротивление составляет 5 10"3 Ом см Температурный коэффициент сопротивления, так же как у графита, отрицательный и составляет в широком диапазоне температур 2,3 10"4 К"1

Приведены опытные данные о механических, химических свойствах графитизированного материала, результаты рентгеноструктурного анализа и исследований комбинационного рассеяния Они подтверждают аморфную природу графитизированного материала

В качестве примеров практического использования графитизированных

слоев приведена информация о конструкции и характеристиках таких приборов на основе алмаза, как термодатчик и диод Шоттки

Длина волны, им

Длина волны, нм

Рис 3 Спектральные зависимости показателя преломления п и коэффициента экстинции к графитизированного материала

Четвертая глава посвящена исследованию уникальных особенностей имплантации изотопов водорода, а именно разрастанию графитизации в процессе отжига, островковой графитизации - и блистерингу Подробно исследована физика наполненных водородом пузырей в алмазе

В целом результаты отжига образцов, имплантированных Не+ и вблизи критической дозы графитизации, похожи Но имеются, на первый взгляд, небольшие различия Во-первых, в случае имплантации графитизация развивается в более широком интервале температур отжига Во-вторых, когда радиационное повреждение ненамного превышает критическое, при

температурах отжига около 1550 °С образуется графитизированный слой, состоящий из отдельных овальных островков размерами порядка десятков мкм в плане. В третьих, при температурах отжига выше 1500 °С графитизированный слой (вне зависимости от того, островковый он или сплошной) начинает разрастаться во все стороны, захватывая окружающий алмазный материал и становясь неровным (рис. 4). На рис. 4 хорошо видны также области спонтанной графитизации поверхности алмаза. Они имеют вид "бабочек". При температурах отжига около 1700 °С графитизированный слой прорастает до поверхности образца.

Рис. 4. Снятая в отражённом свете фотография части имплантированного ионами образца с двумя графитизированными участками после отжига при 1660°С

Но наиболее удивительные явления наблюдаются при имплантации Н+ и последующем отжиге. Во всем исследованном нами широком интервале доз имплантации в результате отжига формируется островковый графитизированный слой (рис. 5). Причем, чем меньше доза имплантации, тем выше температура отжига, при которой начинается графитизация и тем меньше размеры графитизированных островков. Для доз меньше МО16 см"2 графитизированные островки теряют овальную форму и приобретают огранку, соответствующую кристаллографической плоскости образца. Таким образом, в

случае имплантации водорода вообще невозможно ввести понятия критической дозы графитизации или критического радиационного повреждения.

При имплантации водорода и последующем отжиге также наблюдается явление разрастания графитизации.

Рис. 5. Снятая в проходящем свете фотография части образца имплантированного Н+

после отжига при 1460 °С

Когда доза имплантации превышает некую пороговую величину (в нашем случае это 6101бсм"2), на фоне островкового графитизированного слоя при температуре отжига 1400 °С появляются пузыри средних размеров в плане ~ 100 мкм, легко идентифицируемые по полосам интерференции, хорошо видимым даже в белом свете. Это явление блистеринга, хорошо известное в ионно-имплантированном но совершенно не изученное в алмазе. Пузыри, наполненные водородом, образуются на той же глубине, где находится графитизированный слой. С ростом температуры отжига пузыри лопаются из-за роста давления газа в них (в правом нижнем углу на рис. 5).

Выдвинута гипотеза о формировании при имплантации изотопов водорода комплексов, состоящих из водорода и радиационных дефектов. Эти комплексы не проявляются в ИК поглощении, то есть не содержат С-Н связей. При

высокотемпературном отжиге комплексы распадаются, образуя дефекты типа оборванной связи, стимулирующие графитизацию, и свободный водород, часть которого, диффундируя по имплантированному слою, собирается в пузыри.

Водород находится в пузырях под давлением. Из-за этого прикрывающая их сверху тонкая алмазная пленка выгибается, а в некоторых случаях даже [ трескается или откалывается. Рельеф поверхностей пузырей исследован с ; помощью оптической интерферометрии. Форма алмазной пленки над пузырем I отвечает решению задачи изгиба упругих оболочек при однородной нагрузке. I

Разорванный графигизированный

Рис. 6. Модель пузыря в плоскости оси симметрии

Оказалось, что при формировании пузырей в алмазе наблюдается явление 1 пластической деформации, возможной в алмазе только при высоких ! температурах. Однако удалось показать, что роль ее невелика. Это позволило путем решения задачи упругого изгиба пленки определить давление газа в пузырях и механические напряжения в прикрывающих их пленках. По расчетам получается, что давление газообразного водорода в пузырях при комнатной температуре составляет несколько десятков атмосфер, а натяжения в пленках - | сотни МПа. Подсчет количества вещества в пузырях показывает, что в них сосредоточено не более половины имплантированного водорода. Остальной |

водород остается в растворенном виде, возможно, в основном, в графитизированном материале

В поликристаллических пленках качественно наблюдаются все явления, характерные для монокристаллов, даже несмотря на наличие межзеренных границ Только когда пузыри при блистеринге попадали на границу между кристаллитами, газ из пузыря уходил по этой границе

В пятой главе приведены основные выводы работы, поставлены фундаментальные вопросы радиационной физики алмаза, указаны направления дальнейших исследований

Обсуждается бурно дискутируемый вопрос о существовании и роли зародышей эр2 фазы в ионно-имплантированном алмазе Показано, что усилия нужно направить на изучение процессов формирования дислокаций, вакансионных и междоузельных комплексов в процессе имплантации и отжига

Основные выводы и результаты

На основе простых, информативных и неразрушающих методов измерения оптического пропускания и вспухания ионно-имплантированных слоев в алмазе изучены процессы трансформации радиационных дефектов при отжиге Определены температурные интервалы отжига вакансий и дефектов с ер2 связями

Графитизированный материал является аморфной формой углерода, где атомы связаны ер2 связями В спектральном диапазоне 370-1100 нм по данным эллипсометрических измерений графитизированный материал имеет показатель преломления от 2,26 до 2,38 и коэффициент экстинции от 0,8 до 0,98 Плотность графитизированного материала 2Д±0,1 г/см3 Его удельное сопротивление составляет 5 10"3 Ом см с отрицательным температурным коэффициентом -2,3 Ю-4 К"1

Радиационное повреждение алмаза при имплантации изотопов водорода имеет особенности из-за химической активности водорода в алмазе Это проявляется в уникальных явлениях островковой графитизиции, разрастания графитизации и блистеринга

Разрастание графитизации происходит при высоких температурах отжига (больше 1500 °С) и наблюдается во всех случаях имплантации изотопов водорода

При имплантации Н+ графитизированный слой всегда островковый и не

существует пороговой дозы графитизации Чем ниже доза имплантации, тем выше температура начала графитизации и тем меньше размеры островков

Случай имплантации D+ занимает промежуточное положение между имплантацией Не+ и Н+ - блистеринг не наблюдается, а островковая графитизация возникает в узком диапазоне доз

Явление блистеринга демонстрирует случай диффузии имплантированного водорода в алмазе В пузыри собирается только часть имплантированного водорода Большая часть деформации алмазной пленки над пузырем носит упругий характер Однако наблюдается редкое в алмазе явление пластической деформации Давление газообразного водорода в пузырях при комнатной температуре составляет несколько десятков атмосфер, а натяжения в пленках - сотни МПа

Опубликованные работы

В диссертацию вошли материалы, опубликованные в работах

1 R A Khmelnitsky, V A Dravin, A A Gippius Optical studies of graphitized layers in ion-imp lanted diamond J Chem Vap Depos,1996, v 5, p 86-90

2 ТИ Галкина, А И Шарков, АЮ Клоков, ММ Бонч-Осмоловский, PA Хмельницкий, В А Дравин, А А Гиппиус Заглубленный имплантированный слой в алмазе как источник баллистических фононов при гелиевых температурах Письма в ЖЭТФ, т 64, в 4; с 270-272,1996

3 A A Gippius, R A Khmelnitsky, V A Dravm, S D Tkachenko Formation and characterization of graphitized layers in ion-implanted diamond Diamond and Related Matenals, 1999, v 8,pp 1631-1634

4 A A Gippius, RA Khmelnitsky, VA Dravm, AV Khomich Defect-induced graphitisation in diamond implanted with light ions Physica B, 308-310 (2001), pp 573-576

5 Клоков А Ю , Шарков A M, Галкина T И, Хмельницкий P A, Дравин В A, Гиппиус А А Болометрический приемник, встроенный в объем алмаза Письма в Журнал Технической Физики, 2001, 27(14), 21-24

6 AI Sharkov, TI Galkina, AYu Kiokov, R A Khmelmtskn, VA Dravm, A A Gippius Fast-speed bolometric detector based on graphitized layer buried into a diamond bulk Vacuum, 2002, vol 68, pp 263-267

7 A A Gippius, R A Khmelnitsky, V A Dravm, A V Khomich Diamond-graphite transformation induced by light ions implantation Diamond and Related Material, 2003,12 (10-11), pp 538-541

8 Т И Галкина, А Ю Клоков, А И. Шарков, А А. Гиппиус, Р А Хмельницкий, В А Дравин «Алмазный детектор», заявка на изобретение №2001130160/28(032348) от 09.11 2001, положительное решение от 13 01.2003

9 R A Khmelmtskiy, Е V Zavedeev, А V Khomich, А V. Gooskov, A A Gippms Blistering in diamond implanted with hydrogen ions Vacuum, 78 (2005), 273-279

10 AV. Khomich, RA. Khmelmtskiy, VV Kononenko, EV. Zavedeev, SM Pimenov, VG Ralchenko, VI Konov Comparison of laser and thermal annealing of diamonds implanted with deuterium Vacuum, 78 (2005), 577-582

11 AV Khomich, V.I Kovalev, EV Zavedeev, R A Khmelmtskiy, A A Gippius Spectroscopic elhpsometry study of buried graphitized layers in the ion-implanted diamond Vacuum, 78 (2005), 583-587

12 А В Хомич, P.A Хмельницкий, В А Дравин, А А Гиппиус, Е В Заведеев, И И Власов. Радиационное повреждение в алмазах имплантированных гелием Физика твердого тела, 49, 9 (2007) 1585-1589

Список литературы

1 R. J Tapper Diamond detectors in particle physics Rep Prog. Phys 63 (2000) 1273-1316

2 Prms, J F Ion implantation of diamond for electronic applications Semicond Sci. and Technol vol 18, no 3 (2003) p S27-33

3. ДФ Федосеев, HB. Новиков, A.C. Вишневский, ИГ Теремецкая Алмаз Справочник Наукова думка 1981

4 Properties of Diamond /Ed. by J E Field - London' Acad press, 1979

5 J F Ziegler, J P Biersack, U Littmark The Stopping and Range of Ions in Solids. Pergamon N.Y. 1985

6 Prms J F J Ballistic self-annealmg during ion implantation J Phys D Appl Phys 34(2001)3003-30

7 RA. Khmelmtskiy, V.A Dravm, A A Gippius Optical Studies of Graphitized Layers in Ion-Implanted Diamond J. Chem Vapor Depos 5(1996) 121

Подписано в печать Л_2008 г

Формат 60x84/16 Заказ № ¿Г Тираж экз Объем /¿¿5пл

Отпечатано в Редакционно-издательской и информационной службе Физического института им П Н. Лебедева РАН с оригинал-макета заказчика 119991 Москва, Ленинский проспект, 53 Телефон (499)783 36 40

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Природа радиационного повреждения алмаза при ионной имплантации и моделирование методом Монте-Карло

1.2. Результаты исследований комбинационного рассеяния радиационно-поврежденных слоев в алмазе

1.3. Результаты исследований электрической проводимости ионно-имплантированного алмаза

1.4. Результаты исследований резерфордовского обратного рассеяния имплантированных слоев в алмазе

1.5. Микроструктура радиационно-поврежденных слоев в алмазе

1.6. Вспухание материала

Глава 2. Радиационное повреждение алмаза при ионной имплантации и графитизация '

2.1. Экспериментальный подход

2.1.1. Образцы

2.1.2. Экспериментальные методики

2.2. Критерии оценки радиационного повреждения алмаза при ионной имплантации

2.3. Оптическое поглощение и вспухание алмаза при ионной имплантации

2.3.1. Оптическое поглощение

2.3.2. Вспухание материала

2.3.3. Зависимость радиационного, повреждения от дозы имплантации

2.3.4. Зависимость радиационного повреждения от температуры имплантации

2.4. Отжиг ионно-имплантированного алмаза

2.4.1. Трансформации радиационных дефектов при отжиге

2.4.2. Отжиг материала с радиационным повреждением выше критического и графитизация

2.4.3. Оптическая интерференция

2.4.4. Вспухание над графитизированным слоем

2.4.5. Графитизация поликристаллических пленок

2.4.6. Промежуточные выводы

Глава 3. Свойства и применение графитизированных слоев в алмазе

3.1. Эллипсометрическое исследование графитизированных слоев

3.1.1. Метод спектральной оллипсометрии

3.1.2. Результаты оллипсометрических измерений

3.1.3. Оптические свойства графитизированных слоев

3.2. Плотность графитизированного материала и его свойства

3.2.1. Плотность графитизированного материала

3.2.2. Электрические свойства графитизированного материала

3.2.3. Замечания о свойствах графитизированного материала

3.3. Применение графитизированных слоев

3.3.1. Термодатчик

3.3.2. Диод Шоттки

Глава 4. Особенности графитизации при имплантации изотопов водорода

4.1. Имплантация дейтерия

4.1.1 Отжиг алмаза, имплантированного D

4.1.2. Высокотемпературный отжиг и феномен островковой графитизации

4.2. Имплантация водорода

4.2.1. Графитизация и блистеринг

4.2.2. Высокотемпературный отжиг имплантированного водородом алмаза

4.2.3. Изучение графитизированных островков

4.2.4. Поиск С-Н связей

4.2.5. Изучение пузырей

4.3. Сравнение результатов имплантации Не+, D+ и i t

Глава 5. Заключение

5.1. Направленность работы

5.2. Результаты (защищаемые положения)

5.2.1. Описание радиационного повреждения алмаза при ионной имплантации с помощью оптического пропускания и вспухания

5.2.2. Свойства графитизированного материала

5.2.3. Особенности имплантации изотопов водорода

5.2.4. Блистеринг и изучение пузырей

5.3. Публикации

5.4. Благодарности

По этой причине полностью устранить все радиационные дефекты при отжиге не удается изза высокой температуры Дебая алмаза ( 2000 К [3,4]). Остаточные дефекты влияют на электрические свойства имплантированного материала.Заметное влияние на свойства алмаза оказывают примеси. Известно, что в природных кристаллах обнаруживаются практически все элементы таблицы Менделеева [5]. Однако растворимость большинства элементов в алмазе очень невелика и они присутствуют лишь в небольшой концентрации. Лишь два элемента могут содержаться в алмазе в больших концентрациях. Это азот и бор. Примесь бора придает алмазу голубой цвет и, занимая одиночное замещающее положение, является акцептором, обеспечивая свойства полупроводника р-типа. Такие кристаллы (по общепринятой классификации тип ПЬ [6]) встречаются изредка в месторождениях Южной Африки или могут быть искусственно синтезированы. Азот является в алмазе основной примесью и оказывает преобладающее влияние на его свойства. Кристаллы с низким содержанием азота (менее 10 см") классифицируются как Па, являются самыми чистыми и встречаются редко. Кристаллы, где азот занимает одиночное замещающее положение, классифицируются как lb и встречаются среди природных очень редко. Зато синтетические алмазы почти все принадлежат к этому типу. В природных алмазах азот обычно образует комплексы (тип 1а). Чаще всего он встречается в виде двух (тип 1аА) или большого числа соседних замещающих атомов (тип 1аВ). Может он также образовывать и более сложные агрегаты вплоть до целых атомных плоскостей, так называемых platelets. Концентрация примесного азота в алмазе может достигать единиц %. Основным методом определения формы азотных дефектов и их концентрации является ИК поглощение.При радиационном повреждении алмаза азот может вступать во взаимодействие с радиационными дефектами и, прежде всего, вакансиями. При этом образуются азотно-вакансионные комплексы, которые ярко проявляются в оптическом поглощении и люминесценции [7]. Такое взаимодействие может оказывать влияние на трансформацию радиационных дефектов в процессе повреждения и отжига. Однако данная работа посвящена исследованию явлений при ионной имплантации с большими дозами. В этом случае исходные концентрации точечных дефектов столь велики (до десятков %), что это взаимодействие не оказывает существенное влияние на исследуемые явления.При больших дозах имплантации возникает угроза графитизации слоев алмаза с наибольшим радиационным повреждением. Графитизация - это трансформация алмаза, где атомы связаны sp3 связями, в материал, где, как в графите, атомы связаны sp2 связями. С одной стороны, это явление кладёт некоторый предел применению ионной имплантации в алмазе, а с другой - открывает возможности использования заглублённых и поверхностных графитизированных слоев в качестве пассивных и активных элементов алмазной электроники. Материал в таких слоях очень напоминает по свойствам графит — поглощает свет и хорошо проводит ток, хотя вопрос о микроструктуре этого вещества сейчас находится в стадии изучения. Во всяком случае, от первоначальных представлений, что это просто поликристаллический графит, пришлось отказаться по результатам рентгеновских исследований и рамановской спектроскопии.Данная работа посвящена исследованию радиационного повреждения и графитизации алмаза при имплантации преимущественно лёгких ионов и последующем отжиге. Почему именно лёгких? С одной стороны, при имплантации легких ионов можно получить глубоко лежащие графитизированные слои, что важно в практических задачах. С другой стороны, в этом случае вносится наименьшее радиационное повреждение. Кроме того, имплантация изотопов водорода дает результаты, заметно отличающиеся от предсказаний теории и от того, что следовало ожидать из экстраполяции опыта имплантации более тяжелых ионов.Прежде всего, бросается в глаза, что в случае имплантации изотопов водорода и последующем отжиге графитизация наступает при сравнительно небольших дозах имплантации, по сравнению с тем, что можно было бы ожидать, а при последующем отжиге наблюдаются уникальные явления островковой графитизации, разрастания графитизации и блистеринга.В настоящей работе ставится цель экспериментально исследовать природу радиационного повреждения алмаза, процессы трансформации дефектов и формирования графитизированного материала.В рамках работы стоят следующие задачи: 1. Исследовать радиационное повреждение алмаза при ионной имплантации методами оптического пропускания и измерения вспухания; 2. Проследить процесс отжига радиационных дефектов и установить закономерности формирования графитизированных слоев; 3. Исследовать оптические и другие свойства графитизированных слоев; 4. Описать и изучить явления, возникающие при отжиге алмаза, имплантированного изотопами водорода; 5. Исследовать явление блистеринга в алмазе.Методы измерения оптического пропускания и вспухания уже отчасти применялись при изучении радиационного повреждения алмаза, но далеко не во всех диапазонах повреждения и температур отжига. Мы же увидим, что они не только несут комплексную информацию о природе радиационного повреждения на разных стадиях отжига, но и позволяют простым и неразрушающим способом количественно оценить его степень, что важно в практических задачах.Свойства графитизированных слоев совершенно не исследованы. Известно было буквально только то, что они поглощают свет, пропускают ток и химически близки к графиту и это все. Между тем, этот интересный физический объект может найти и отчасти уже находит многообещающие практические применения. % ', Уникальные явления, возникающие при имплантации изотопов водорода, впервые подробно описаны нами. Раскрытие их загадочной природы может выступить в качестве катализатора понимания радиационного повреждения алмаза вообще. А любопытное явление блистеринга, совершенно до сих пор не исследованное, возможно имеет практические перспективы.

Основные результаты работы были доложены на:

- 3-м Международном симпозиуме по алмазным пленкам, С-Петербург, Россия, 16-19 июня 1996 г.

- Международной конференции "Алмазы в технике и электронике", Москва, Россия, 26-28 мая 1998 г.

- 6-й Международной конференции "New Diamond Science and Technology", Претория, ЮАР, 31 августа-4 сентября 1998 г.

- Всероссийской конференции " Алмаз в технике и электронике", Москва, Россия, июнь 2000 г.

- Всероссийской конференции " Алмаз в технике и электронике", Москва, Россия, 1213 сентября 2001 г.

- 5-й международной конференции "Взаимодействие излучений с твердым телом", Минск, Беларусь, 6-9 октября 2003 г.

- 5-й международной конференции "Ion implantation and other applications of ions and. electrons", Казимеж Дольны, Польша, 14-17 июня 2004 г.

По материалам работы опубликованы следующие работы:

1. R.A. Khmelnitsky, V.A. Dravin, A.A. Gippius. Optical studies of graphitized layers in ion-implanted diamond. J. Chem. Vap. Depos., 1996, v. 5, p. 86-90.

2. Т.И. Галкина, А.И. Шарков, А.Ю. Клоков, М.М. Бонч-Осмоловский, Р.А. Хмельницкий, В.А. Дравин, А.А. Гиппиус. Заглубленный имплантированный слой в алмазе как источник баллистических фононов при гелиевых температурах. Письма в ЖЭТФ, т. 64, в. 4, с. 270272, 1996.

3. А.А. Gippius, R.A. Khmelnitsky, V.A. Dravin, S.D. Tkachenko. Formation and characterization of graphitized layers in ion-implanted diamond. Diamond and Related Materials, 1999, v. 8, pp. 1631-1634.

4. A.A. Gippius, R.A. Khmelnitsky, V.A. Dravin, A.V. Khomich. Defect-induced graphitisation in diamond implanted with light ions. Physica B, 308-310 (2001), pp. 573-576.

5. Клоков А.Ю., Шарков A.M., Галкина Т.И., Хмельницкий P.A., Дравин В.А., Гиппиус А.А. Болометрический приемник, встроенный в объем алмаза. Письма в Журнал Технической Физики, 2001, 27(14), 21-24.

6. A.I. Sharkov, T.I. Galkina, A.Yu. Klokov, R.A. Khmelnitskii, V.A. Dravin, A.A. Gippius. Fastspeed bolometric detector based on graphitized layer buried into a diamond bulk. Vacuum, 2002, vol. 68, pp. 263-267.

7. A.A. Gippius, R.A. Khmelnitsky, V.A. Dravin, A.V. Khomich. Diamond-graphite transformation induced by light ions implantation. Diamond and Related Material, 2003,12 (1011), pp. 538-541.

8. Т.И. Галкина, А.Ю. Клоков, А.И. Шарков, A.A. Гиппиус, Р.А. Хмельницкий, В.А. Дравин. «Алмазный детектор», заявка на изобретение № 2001130160/28(032348) от 09.11.2001, положительное решение от 13.01.2003.

9. R.A. Khmelnitskiy, E.V. Zavedeev, A.V. Khomich, A.V. Gooskov, A.A. Gippius. Blistering in diamond implanted with hydrogen ions. Vacuum, 78 (2005), 273-279.

10. A.V. Khomich, R.A. Khmelnitskiy, V.V. Kononenko, E.V. Zavedeev, S.M. Pimenov, V.G. Ralchenko, V.I. Konov. Comparison of laser and thermal annealing of diamonds implanted with deuterium. Vacuum, 78 (2005), 577-582.

11. A.V. Khomich, V.I. Kovalev, E.V. Zavedeev, R.A. Khmelnitskiy, A.A. Gippius. Spectroscopic ellipsometry study of buried graphitized layers in the ion-implanted diamond. Vacuum, 78 (2005), 583-587.

12. A.B. Хомич, Р.А. Хмельницкий, В.А. Дравин, A.A. Гиппиус, Е.В. Заведеев, И.И. Власов. Радиационное повреждение в алмазах при имплантации гелия. Физика твердого тела, 2007, т. 49, вып. 9, с. 1585-1589.

5.4. Благодарности

Выражаю признательность моему научному руководителю профессору, д.ф.-м.н. А. А. Гиппиусу за направляющие усилия и плодотворное обсуждение результатов работы. Выражаю благодарность

- н. с. В. А. Дравину за проведение имплантаций;

- к.ф.-м.н. А. В. Хомичу за оптические измерения и постоянное творческое взаимодействие;

- аспиранту Е. В. Заведееву за профилометрические измерения;

- к.ф.-м.н В. Г. Ральченко за предоставление поликристаллических образцов;

- к.ф.-м.н И. И. Власову за измерения комбинационного рассеяния и электронное облучение образцов;

- к.ф.-м.н О. Е. Омельяновскому за низкотемпературные электрические и магнитные измерения;

- оптику Черкашину А. И. за резку, шлифовку и полировку образцов.

1. Д.Ф. Федосеев, H.B. Новиков, A.C. Вишневский, И.Г. Теремецкая. Алмаз. Справочник. Наукова думка. 1981.

2. Properties of Diamond /Ed. by J.E.Field — London: Acad, press, 1979

3. Орлов Ю.JI. Минералогия алмаза. М. 1984

4. Природные и синтетические алмазы. Г.Б. Бокий, Г.Н. Безруков, Ю.А. Клюев, A.M. Налетов, В.И. Непша. М. 1986

5. Вавилов B.C., Гиппиус А.А., Конорова Е.А. Электрические и оптические процессы в алмазе. М. 1985

6. Дж. Мейер, JI. Эриксон, Дж. Дэвис. Ионное легирование полупроводников. М. 1973

7. J. Koike, D.M. Parkin, Т.Е. Mitchell. Displacement threshold energy for type Ha diamond. Appl. Phys. Lett. 60(1992) 1450

8. E. Friedland, J.P.F. Sellschop. Temperature dependence of critical damage energies in diamond. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. 191 (2002) 17-21

9. D.V. Morgan. Channeling. Wiley, N.Y., 1973

10. S.J. Breuer, P.R. Briddon. Ab initio investigation of the native defects in diamonds and self-diffusion. Phys. Rev. B. 51, 6984, (1995)

11. D.J. Twitchen, M.E. Newton, J.M. Baker, O.D. Tucker, T.R. Antony, W.F. Banholzer. Electron-paramagnetic-resonance measurements on the di-<001>-split interstitial center (Rl) in diamond. Phys. Rev. B. 54, 6988, (1996)

12. Campbell, В., Choudhury, W., Mainwood, A., Newton, M., Davies, G. Lattice damage caused by the irradiation of diamond. Nucl. Istrum. Meth. Phys. Res. B, vol.476, no.3 (2002) p.680-685

13. M. E. Newton, B. A. Campbell, D. J. Twitchen, J. M. Baker, T. R. Anthony. Recombination-enhanced diffusion of self-interstitial atoms and vacancy-interstitial recombination in diamond. Diamond and Related Materials. 11 (2002), 618.

14. G. Davies, H. Smith, H. Kanda. Self-interstitial in diamond. Phys. Rev. В. V. 62, n. 3 (2000) 1528-1531

15. G. Davies, S.C. Lawson, A.T. Collins, A. Mainwood, S.J. Sharp. Vacancy-related centers in diamond. Phys. Rev. В. V. 46, n. 20 (1992) 13157-13170

16. J.F. Ziegler, J.P. Biersack, U. Littmark. The Stopping and Range of Ions in Solids. Pergamon. N.Y.1985

17. Prins J.F.J. Ballistic self-annealing during ion implantation. J. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2001) 3003-30

18. R.A. Khmelnitskiy, V.A. Dravin, A.A. Gippius. Optical Studies of Graphitized Layers in Ion-Implanted Diamond. J. Chem. Vapor Depos. 5 (1996) 121.

19. G. Braunstein, R. Kalish. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. 182-183, 691 (1981)

20. S. Sato, M. Iwaki. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. B. 32, 145 (1988)

21. J.F. Prins. Rad. Eff. Lett. 76, 79 (1983)

22. J.W. Steeds, T.J. Davis, S.J. Charles, J.M. Hayes, J.E. Butler. 3H luminescence in electron-irradiated diamond samples and its relationship to self-interstitials. Diamond and Related Materials. 8 (1999) 1847-1852

23. Sullivan P.A., Baragiola R.A. Ion beam induced luminescence in natural diamond. Journal of Applied Physics, vol. 76, no. 8, 10/1994, p. 4847-4852

24. И.М. Дремин, O.B. Иванов, B.A. Нечитайло, H.M. Соболевский, A.B. Субботин, В.П. Шевелько. Каскады атомных смещений в твердом теле. Динамическая стадия. ЖЭТФ, 125 (2004)

25. N. Wada, P.J. Gaczi, S.A. Solin. J. Non-Cryst. Solids 35-36, 543 (1980)

26. M. S. Dresselhaus, R. Kalish. Ion Implantation in Diamond, Graphite and Related Materias. 1992.

27. C.Z. Wang, K.M. Ho. Phys. Rev. Lett. 71, 1184 (1993)

28. J.O. Orwa, K.W. Nugent, D.N. Jamieson, S. Prawer. Raman investigation of damage caused byideep ion implantation in diamond. Phys. Rev. B, v. 62, n. 9, Sept. 2000.

29. S. Yugo, T. Kimura. Jpn. J. Appl. Phys. 22, 1738 (1983)

30. D. McCulloch, S. Prawer, D. Sengupta: in Surface Chemistry and Beam-Solid Interactions, ed. by H. Atwater, D. Lowndes. MRS Proc. 201, 301 (1990)

31. Vavilov V.S., Krasnopevtsev V.V., Milyutin Yu.V., Gorodetsky A.E., Zakharov A.P. Radiat. Eff. 22, 141 (1974)

32. S. Prawer, R. Kalish. Ion-beam-induced transformation of diamond. Phys. Rev. В., v. 51 (1995), n. 22, p.15711-15722

33. J.F. Prins. С'-damaged diamond: electrical measurements after rapid thermal annealing to 500°C. Diamond and Related Materials. 10 (2001) 463-468

34. Kalish. R., Reznik. A., Nugent. K.W., Prawer. S. The nature of damage in ion-implanted and annealed diamond. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B. 148, n. 1-4, (1999) 626-633

35. Prins, J.F., Deny, Т.Е. Radiation defects and their annealing behaviour in ion-implanted diamonds. Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res. B, v. 166-167, (2000) p. 364-373

36. J.F. Prins. Nucl. Insrum. Meth. B. 80/81 (1993) 1433

37. F.F. Morehead, Jr and B.L. Crowder. Radiat. Eff. 6,27 (1970)

38. J.F. Prins. Graphitization and related variable-range-hopping conduction in ion-implanted diamond. J. Phys. D: Appl. Phys. 34 (2001) 2089-2096

39. E. Baskin, A. Reznik, D. Saada, J. Adler, R. Kalish. Model for the defect-related electrical conductivity in ion-damaged diamond. Phys. Rev. В, V. 64, 224110 (2001)

40. G. Ramos, B.M.U. Scherzer. Radiation damage, trapping release of deuterium in diamond and HOPG-graphite. Nucl. Istrum. Meth. Phys. Res. B, v. 174 (2001) 329-336

41. G. Braunstein, A. Talmi, R. Kalish, T. Bernstein, R. Baserman. Rad. Eff. 48, 139 (1980)

42. G. Braunstein, R. Kalish. J. Appl. Phys. 54, 2106 (1983)

43. P.F. Lai, S. Prawer, L.A. Bursill. Recovery of diamond after irradiation at high energy and annealing. Diamond and Related Materials. 10 (2001), 82.

44. D.C. Hunt, D.J. Twitchen, M.E. Newton, J.M. Baker, T.R. Antony, W.F. Banholzer. Identification of the neutral carbon <100>-split interstitial in diamond Phys. Rev. B, 61 (2000) 3863

45. J.F. Prins, Т.Е. Derry, J.P.F. Sellschop. Volume expansion of diamond during ion implantation. Phys. Rev. В. V. 34, n. 12, 8870-8874 (1984)

46. S.K. Sharma, H.K. Mao, P.M. Bell, and J. A. Xu. J. Measurement of Stress in Diamond Anvils with Micro-Raman Spectroscopy. J. Raman Spec. 16, 5 (1985) 350-352

47. B. Liu, G.S. Sandhu, N.R. Parikh, M.L. Swanson. Nucl. Istrum. Meth. Phys. Res. B, v. 45 (1990) 420

48. A Uedono, К Mori, N Morishita, H Itoh, S Tanigawa, S Fujii, S Shikata. Annealing behaviours of defects in electron-irradiated diamond probed by positron annihilation. J. Phys.: Condens. Matter 11 (1999) 4925-4934.

49. A.H. Бехтерев, Б.М. Золотарев. Оптико-механическая промышленность. 12 (1986) 41. 54. J. М. Zhang, Р. С. Eklund, J. Mater. Res. 2, No. 6, (Nov/Dec 1987) 860.

50. P. Gonon, S. Prawer, D.N. Jamieson, K.W. Nugent. Radiation hardness of policrystalline diamond. Diamond and Related Materials. 6(1997) 314-319

51. P. Аззам, H. Башара. Элчипсометрия и поляризованный свет. М., 1981

52. Kovalev V.I., Kuznetsov P.I., Jitov V.A., Zakharov L.Yu., Rukovishnikov A.I., Khomich A.V., Yakushcheva G.G., Gaponenko S.V. J. Appl. Spectr. 2002;69:258-267.

53. Palik E. In: Handbook of optical constants of solids. Boston. MA: Academic Press, 1991, pp. 171172.

54. Gippius A.A., Khmelnitsky R.A., Dravin У.А., Khomich A.V. Diamond-graphite transformation induced by light ions implantation. Diam. & Rel. Materials 2003;12:538-541.

55. D.A.G. Bruggeman. Ann. Phys., 5, 636 (1935)

56. J. M. Zhang, P. С. Eklund. Optical transmission of compounds. J. Mater. Res.,vol. 2, No. 6, Nov/Dec 1987

57. A. Reznik, V. Richter, R. Kalish. The re-arrangement of broken bonds in damaged diamond: graphitization versus annealing back to diamond. Diamond and Related Materials, 7(1998) 317321.

58. T.I.Galkina, A.I.Sharkov, A.Yu.Klokov, R.A.Khmelnitsky, V.A.Dravin and A.A.Gippius. Nonequilibriwn acoustic phonons in diamond: generation, scattering, reflection. Physica В., 1999, vol.263-264, pp.730-732.

59. Клоков А.Ю., Шарков A.M., Галкина Т.И., Хмельницкий P.A., Дравин В.А., Гиппиус А.А. Болометрический приемник, встроенный в объем алмаза. Письма в Журнал Технической Физики, 2001, 27(14), 21-24

60. Т.И. Галкина, А.Ю. Клоков, А.И. Шарков, А.А. Гиппиус, Р.А. Хмельницкий, В.А. Дравин. «Алмазный детектор», заявка на изобретение № 2001130160/28(032348) от 09.11.2001, положительное решение от 13.01.2003

61. Sellschop J.P.F., Madia С.С.Р., Annegarn H.J. Nucl. Istrum. Meth., v. 168 (1980), p. 529

62. V. Ralchenko, A. Khomich, R. Khmelnitskii, A. Vlasov. Hydrogen incorporation in CVD diamond films. Hydrogen Materials Science and Chemistry of Metal Hydrides, 2002, pp. 203-212

63. A. Khomich, V. Ralchenko, L. Nistor, I. Vlasov, R. Khmelnitskiy. Optical Properties and Defect Structure of CVD Diamond Films Annealed at 900-1600 °C. Phys. Stat. Sol. (a) 181 (2000)

64. Q.-Y. Tong, K. Gutjahr, S. Hopfe, U. Gosele, T.-H. Lee. Layer splitting process in hydrogen-implanted Si, Ge, SiC and diamond substrates. Appl. Phys. Lett. 70 (11) March 1997, p. 1390.

65. В. В. Козловский, В. А. Козлов, В. H. Ломасов. Модифицирование полупроводников пучками протонов. ФТП, 2000, том 34, вып. 2, стр. 129.

66. S.Zh. Tokmoldin, B.N. Mukashev. Defects agglomeration in the vicinity of hydrogen-related vacancy-type complexes in proton-implanted silicon. Physica B, 308-310 (2001) 167-170

67. A. V. Khomich, V. G. Ralchenko, A. V. Vlasov, R. A. Khmelnitskiy, 1.1. Vlasov, V. I. Konnov. Effect of high temperature annealing on optical and thermal properties of CVD diamond. Diam. and Rel. Mat. 10(2001), 546.

68. E. Sideras-Hadat, S.H. Conell, J.P.F. Sellschop, I.Z. Machi, D. Rebuli, R.D. Maclear, B.P. Doyle. Hydrogen and oxygen chemistry and dynamics in diamond studied by nuclear microscopic techniques. Nucl. Instr. and Meth. В 181 (2001) 419-425.

69. M.Seal, Graphitization and plastic deformation of diamond, Nature, v. 182 (1958) 1264-126797

70. A.C. Вольмир. Гибкие пластинки и оболочки. М. 1956.

71. С.П. Тимошенко. Пластинки и оболочки. М. Гостехиздат, 1948.

72. С. Saguy, С. Cytermann, В. Fizgeer, V. Richter, Y. Avigal, N. Moriya, R. Kalish, В. Mathieu, А. Deneuville. Diffusion of hydrogen in undoped, p-type and n-type doped diamond. Diamond and Related Materials. 12 (2003), 623-631.

73. S.P. Mehandru, A.B. Anderson, J. Mater. Res. 9 (1994) 383-395.

74. P.R. Briddon, R. Jones, G.M.S. Lister. Hydrogen in diamond. J. Phys. С 21 (1988) LI027.