Кремний, являющийся вторым по распространенности элементом в земной коре после кислорода, благодаря невысокой стоимости, полупроводниковым и оптическим свойствам, широко используется в промышленности.

Весьма востребован он в электронике. Однако ученые отмечают, что некоторые параметры кремния уже не соответствуют современному технологическому уровню. Так, ввиду малой подвижности электронов кремний уступает в СВЧ-диапазоне новым материалам для телекоммуникационных систем. К тому же при высоких температурах и радиации его полупроводниковые свойства деградируют.

В связи с этим ученые заняты поиском и разработкой альтернативных материалов для электроники. Одним из перспективных вариантов считается алмаз, благодаря его высокой прочности, устойчивости к высоким температурам и радиации.

При том, что алмаз относится к диэлектрикам, ему можно придать полупроводниковые свойства путем включения в кристаллическую структуру примеси бора. Проблему очень низкой распространенности алмазов в сравнении с кремнием частично решило развитие синтетических аналогов. Тем не менее для массового промышленного применения технологии их получения весьма дороги и сложны, поэтому ученые также разрабатывают более эффективные методы синтеза искусственных алмазов.

В новом исследовании сотрудники СПбГУ и СПбГЭТУ «ЛЭТИ» разработали методику высокоточного определения концентрации бора в полупроводниках на основе синтетических алмазов. В ходе работы они проанализировали диэлектрические и полупроводниковые алмазные подложки, а также структуры с нанесенными методом эпитаксии тонкими слоями алмаза с примесью бора. Цель исследования состояла в выяснении возможностей определения содержания бора в слоях этих материалов различными методами. В качестве методов использовали измерение спектров поглощения, а для образцов с напылением – измерение оптической плотности в инфракрасном диапазоне.

По результатам исследователи установили, что метод ИК-спектроскопии подходит для проверки приборных структур на основе алмаза путем определения содержания примесей, обеспечивая быстроту и точность измерений.

На основе полученных данных сотрудники СПбГЭТУ «ЛЭТИ» создали математическую модель для определения содержания бора в эпитаксиальных слоях любых материалов.