表面导电氢化金刚石中持久光导电性的起源
材料科学
2025-07-10 v1 应用物理
摘要
氢化金刚石（HD）表面p型电导性的发现为开发基于金刚石的电子器件开辟了新可能性。然而，表面导电HD中观察到的持久光导电性（PPC）的起源仍不明确，深入理解这一现象对于推动HD基于光电子技术的发展至关重要。本研究旨在探讨表面导电HD薄膜中PPC的底层机制。通过采用臭氧化工艺对载流子浓度进行分部分氧终止调控，系统地对PPC进行分析。结果表明，随着O终止程度的增加，光激发电子空穴对的衰减时间和复合势垒均显著降低，分别从232秒降至5秒，从约150 meV降至54 meV。温度依赖测量揭示，PPC受到随机局部势阱的影响，这些势阱延迟了光激发载流子的复合。此外，观察到的PPC行为与HD薄膜中的渗透传输过程密切相关。重要的是，PPC对sheet载流子密度的依赖性与二维空穴气体与表面吸附层之间的库仑相互作用相关联。本研究为表面导电HD薄膜中PPC的机制提供了新的见解，为设计先进的基于金刚石的光电子器件提供了更广泛的理解基础。
引用
@article{arxiv.2507.06559,
title = {Origin of persistent photoconductivity in surface conducting hydrogenated diamond films},
author = {N. Mohasin Sulthana and K. Ganesan and P. K. Ajikumar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.06559},
year = {2025}
}
备注
pages, 7 figures