Легированные бором монокристаллы алмаза для зондов высоковакуумной туннельной микроскопии

Abstract

Приведены результаты исследований структуры монокристаллов алмаза, выращенных методом температурного градиента, с целью получения образцов с наиболее однородными характеристиками для изготовления зондов для сканирующих зондовых микроскопов заданной аксиальной ориентации и с контролируемым распределением легирующей примеси. Применение подобных зондов в сканирующей туннельной микроскопии уменьшает вероятность возникновения случайных каналов туннелирования с участием поверхностных состояний, связанных с наличием атомов бора в структуре алмаза, и повышает достоверность экспериментальных данных. Результаты исследования поверхности графита (0001) методами сканирующей туннельной микроскопии демонстрируют высокую стабильность монокристаллических алмазных зондов и возможность достижения с их помощью атомарного разрешения.

Наведено результати досліджень структури монокристалів алмазу, вирощених методом температурного градієнта, з метою отримання зразків з найбільш однорідними характеристиками для виготовлення зондів для скануючих зондових мікроскопів заданої аксіальної орієнтації і контрольованим розподілом легуючої домішки. Застосування подібних зондів в скануючій тунельній мікроскопії зменшує ймовірність виникнення випадкових каналів тунелювання за участю поверхневих станів, пов’язаних з наявністю атомів бору в структурі алмазу, і підвищує достовірність експериментальних даних. Результати дослідження поверхні графіту (0001) методами скануючої тунельної мікроскопії демонструють високу стабільність монокристалічних алмазних зондів і можливість досягнення за їх допомогою атомарної роздільної здатності.

The results of studying the structure of diamond single crystals grown by the temperature gradient method with the aim to obtain samples having maximum uniform characteristics for manufacturing probes for scanning electron microscopes with a specified axial orientation and controlled distribution of the dopant have been considered. It has been shown that the use of similar probes in scanning tunneling microscopy decreases the probability of incidental tunneling channels with participation of the surface states caused by the presence of boron atoms in the diamond structure and increases the reliability of experimental data. The high stability of monocrystalline diamond probes and the possibility to attain the atomic resolution with the help of them have been demonstrated by the investigations of the (0001) graphite plane using scanning tunneling microscopy.