Коваленко Т. В. Закономірності кристалізації напівпровідникових монокристалів алмазу в ростових системах з магнієм

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.02.01 - матеріалознавство. - Інститут надтвердих матеріалів ім. В. М. Бакуля НАН України, м. Київ, 2017. Дисертацію присвячено вирішенню важливої науково-технічної задачі, що полягає в розробці способу отримання монокристалів алмазу в розчин-розплавних системах з магнієм та встановленню закономірностей формування дефектно-домішкового складу напівпровідникових монокристалів типу IIb в системах Mg-C, Fe-Mg-C, Fe-Mg-Al-C в залежності від вмісту магнію та температури вирощування. Вивчено особливості спонтанної кристалізації монокристалів алмазу в системі Mg-C при р = 7,0-8,5 ГПа та Т = 1350-2250 °С; встановлено, що лінійна швидкість росту зростає з температурою від ~ 100 мкм/год при 1550-1600 °С до 3-5 мм/год при 2200 °С. Швидкість росту при вирощуванні на затравці при р = 7,7 ГПа, Т = 1950-2000 °С склали: лінійна - 0,6-0,8 мм/год, масова - 24-38 мг/год. При вирощуванні кристалів в системі Fe-Mg-Al-C збільшення кількості магнію приводить до підвищення швидкостей росту - масових в 3 рази з ~3 до 10 мг/год та лінійних в ~2 рази з 1,1 до 2,0 мм/год; підвищення вмісту магнію в розчиннику >30 ат. % приводить до утворення монокристалів типу IIb. Кристали типу IIb, що було вирощено в ростових системах з магнієм, є напівпровідниковими, що обумовлено наявністю в них нескомпенсованої домішки бору, яка потрапляє на фронт кристалізації з джерела вуглецю (графіту), що містить домішку бору в кількості 10-5 мас. % та без використання інших борвмісних добавок. Ключові слова: кристалізація, розчин-розплавна система, монокристал, алмаз, дефектно-домішковий склад, магній, бор, кремній.