利用离子微束诱导石墨化在单晶金刚石中直接制备三维埋层导电通道

我们报道了一种利用聚焦 MeV 离子在单晶金刚石中制备三维埋层石墨微通道的新方法。使用厚度在亚微米尺度渐变的注入掩模，可以在可控深度形成嵌入绝缘基体中的导电通道。特别是，通道端点处深度的调制使得通道终端的表面接触无需进一步的制备步骤。在本文中，我们描述了样品掩模，包括在样品表面沉积半球形金触点，随后进行 MeV 离子注入。由于原始金刚石与非晶或石墨化金刚石之间的密度存在显著差异，埋层通道的形成对金刚石结构产生了相关的力学效应，导致局部表面隆起，这已通过干涉轮廓测量法和原子力显微镜进行了测量。随后使用两点探针台测量了埋层通道的电学特性：明确证据表明，只有通道的端点与表面电学连接，而通道的其余部分则延伸至表面之下。IV 测量也被用来定性地研究通道的电学特性随注入通量和退火的变化。