Diamond: Electronic Properties and Applications

استفاده از الماس برای کاربردهای الکترونیکی ایده جدیدی نیست. در اوایل دهه 1920، الماس ها به عنوان آشکارسازهای رسانای نوری مورد استفاده قرار می گرفتند. با این حال محدودیت در اندازه و کنترل خواص به طور طبیعی استفاده از الماس را به چند کاربرد خاص محدود کرد. با توسعه سنتز الماس از فاز بخار، علاقه جدی تری به توسعه دستگاه های الکترونیکی مبتنی بر الماس ایجاد شده است. ترکیبی منحصر به فرد از خواص فوق العاده، الماس را به ویژه برای کاربردهای با سرعت بالا، قدرت بالا و دمای بالا مناسب می کند. رسوب فاز بخار الماس اجازه می دهد تا لایه های بزرگی را رسوب دهند که خواص آنها به طور بالقوه قابل کنترل است. از زمانی که فرآیند سنتز الماس برای اولین بار محقق شد، پیشرفت های زیادی در درک مسائل مهم برای رشد الماس و ساخت دستگاه های الکترونیکی صورت گرفته است. کیفیت الماس ذاتی و دوپ شده تا حد زیادی بهبود یافته است که کاربردهای قابل قبولی در حال توسعه هستند. درک ما از ویژگی ها و محدودیت ها نیز بسیار بهبود یافته است. در حالی که تعدادی از مراجع عالی خواص کلی الماس را بررسی می‌کنند، این جلد حجم وسیعی از ادبیات مربوط به خواص الکترونیکی و کاربردهای الماس را خلاصه می‌کند. ما فقط روی الماس تمرکز می کنیم. مواد مرتبط مانند کربن الماس مانند (DLC) و سایر نیمه هادی های باند گپ گسترده در اینجا مورد بررسی قرار نمی گیرند. در فصل اول پروفسور. C. Y. Fong و B. M. Klein در مورد ساختار نواری الماس تک کریستالی و رابطه آن با خواص الکترونیکی بحث می کنند.

The use of diamond for electronic applications is not a new idea. As early as the 1920's diamonds were considered for their use as photoconductive detectors. However limitations in size and control of properties naturally limited the use of diamond to a few specialty applications. With the development of diamond synthesis from the vapor phase has come a more serious interest in developing diamond-based electronic devices. A unique combination of extreme properties makes diamond partiCularly well suited for high speed, high power, and high temperature applications. Vapor phase deposition of diamond allows large area films to be deposited, whose properties can potentially be controlled. Since the process of diamond synthesis was first realized, great progress have been made in understanding the issues important for growing diamond and fabricating electronic devices. The quality of both intrinsic and doped diamond has improved greatly to the point that viable applications are being developed. Our understanding of the properties and limitations has also improved greatly. While a number of excellent references review the general properties of diamond, this volume summarizes the great deal of literature related only to electronic properties and applications of diamond. We concentrate only on diamond; related materials such as diamond-like carbon (DLC) and other wide bandgap semiconductors are not treated here. In the first chapter Profs. C. Y. Fong and B. M. Klein discuss the band structure of single-crystal diamond and its relation to electronic properties.