ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ И ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА. Измерение спектра отражения кубического нитрида бора полученного с применением нитрида лития в качестве катализатора, показали, что кристаллы обладают большим поглощением в интервалах от 7 до 9 эВ. Общий вид спектра поглощения похож на спектр поглощения алмаза, но характеризуется энергией, приблизительно на 2 эВ больше.

Показатель преломления кубического нитрида бора составляет 2,22. Зонная структура кубического нитрида бора рассчитана теоретически из зонной структуры алмаза методами теории возмущения рис. 3. Максимум валентной зоны остается в точке 0, однако минимум валентной зоны проводимости оказывается смещенным по оси. В результате значение ДЕ возрастает до 10 эВ, вдвое превышая значение ДЕ для алмаза.

Исследуя влияние примесей на проводимость боразона показало, что присутствие в реакционной смеси металлического бериллия или его соли от 0,01 до 1 вес. способствует образованию кристаллов BN с проводимостью р типа Рис. 3. Зонная структура кубического нитрида бора. Такие кристаллы обладали сопротивлением 103 омсм, хотя иногда наблюдались и такие низкие сопротивления, как 2102 омсм при комнатной температуре.

Значение энергии активации проводимости колебалось в зависимости от индивидуальности измеряемого кристалла а возможно также и за счт влияния контактов.

На основе опыта по легированию других соединений типа AIIIBV предполагается, что атомы бериллия могут замещать атомы бора или азота в рештке кубического нитрида бора. Попытки создать в кристаллах боразона, полученных из системы B-N-Li, дырочную проводимость за счет добавки в реакционную смесь магния или цинка, не дали хороших результатов. Это, вероятно, связано с относительно большими размерами атомов указанных элементов и трудностью замещения ими атомов в структуре боразона.

Проводимость n-типа удавалось получить в кристаллах боразона при добавке в реакционную смесь избытка бора, а также серы, кремния и др. Добавка бора придавала кристаллам тмно-коричневую окраску. Такие кристаллы имели высокое удельное сопротивление. Однако наиболее активное донорное действие проявила сера в количестве 0,3-3 оказалось возможным получить кристаллы, удельное сопротивление которых было 104 Ом см и иногда даже 103 Ом см при 250С. Предполагают, что атомы серы замещают атомы азота в кубическом нитриде бора. Энергия ионизации примесных центров равнялась 0,05 эВ. При добавке в реакционную смесь соединений, содержащих углерод и азот, удавалось получить кристаллы с проводимостью n-типа, имевшие сопротивление 105-107 Ом см и энергию активации проводимости 0,28-0,41 эВ. Такие кристаллы имели жлтую, коричневую или красно-коричневую окраску.

Наконец, электронная проводимость иногда наблюдалась на кристаллах боразона, полученных из реакционных смесей нитрид лития нитрид бора или нитрид магния- нитрид бора без преднамеренно введенных легирующих добавок.

Эти кристаллы обычно имели высокие сопротивления порядка 106-109 Ом см при комнатной температуре. Возможно, что причиной электронной проводимости в этом случае служил кислород, который было очень трудно исключить из реакционной смеси ввиду высокой активности нитридов, входивших в шихту. Указанное предположение согласуется с тем, что использование в качестве катализатора нитрида магния, являющегося более сильным раскислителем, чем нитрид лития, получились более высокоомные кристаллы боразона.

Исследование выпрямляющих свойств кристаллов кубического нитрида бора производились на паре кристаллов n-и p-типа, находящихся в контакте. Через такую пару пропускался слабый постоянный ток 10-6а при низком напряжении 5в с помощью серебряных контактов. Отношение прямого тока к обратному было довольно низким от 2 до 20. При 250 С самые большие токи пропускали так, что p-кристалл был положительным.

Однако при температурах 300-4000 С направление выпрямления менялось для некоторых пар кристаллов. При охлаждении устанавливалось первоначальное направление выпрямления. Дальнейший прогресс в изучении свойств кубического нитрида бора связан с получением крупных кристаллов подходящей формы, а также с разработкой технологии получения p-n-переходов.