金刚石是一种极限性多功能超硬材料,它作为一种宽带隙半导体材料,具有优异的物理化学性质,在高温、富频、大功率电子器件等高科技领域有极大的应巧潜能。低电阻半导体金刚石单晶的制备仍是目前研究者重点关注的研究课题。最近研究发现,多元共慘杂是制备低电阻半导体金刚石单晶的关键技术。本文对以棚元素接杂为主的多元共接杂金刚石单晶的合成及生长机制和半导体特征进行了深入研究。取得的创新性研究成果如下:1.通过在金刚石合成体系中添加六角氮化测添加剂成功合成出棚氮共惨杂金刚石大单晶,研究了测和氮元素对金刚石合成的影响W及棚氮共接杂金刚石单晶的生长机制。研究发现:随着六角氮化棚添加量的提高,晶体颜色由黄色变成绿色最后变成黑色。通过FT取红外光谱、XPS光电子能谱测试结果表明;在金刚石晶体生长过程中,六角氮化棚分解为氮原子与挪原子,氮原子比娜原子更容易进入金刚石晶格中,金刚石晶体中氮含量高达200ppm以上,且晶体呈现绿色;当六角氮化娜添加比例的继续提高时,晶体内部出现棚氮键,氮含量降低。2.考察了Ti(Cu)作为除氮剂对I比型金刚石合成的影响:在I比型金刚石单晶的合成巧程中,锭会与棚在島温高压下生成棚化铁,测化铁会W包裹体的形式出现在晶体内,这直接导致晶体出现断裂现象,因此新型除氮材斜对低电阻高质量比型金刚石合成是非常关键的。通过研究低烙点触媒巧发现,在一定添加量下,晶体内氮含量达到100ppm内,并且晶体的结晶度有很大的提高。在巧添加的基础上,我们发现测慘杂金刚石晶体颜色变深了,晶体质量较高。这为低炼点触媒体系下低电阻、高质量比型金刚石大单晶的合成提供了新的思路。3.考察了测氨共惨杂对金刚石的影响:晶体颜色由黄色变为踪色,最后呈现黑色。红外光谱、Raman、XPS光谱表明晶体内含有氧元素,并且测碳氮王种元素互相成楚。霍尔测试结果显示氨元素的引入有利于提高晶体导电率。