Разработка технологии формирования SiV-центров в поликристаллических алмазных пленках

Цель работы: Разработать технологию получения SiV-центров в поликристаллических алмазных пленках, получить экспериментальные образцы основного функционального элемента (фотокатода) ультрафиолетового приемника изображений - алмазной пленки, легированной кремнием с целью получения SiV-центров, провести испытания полученных образцов.
Задачи:
Разработка лабораторной технологии роста алмазной пленки, легирование алмазной пленки кремнием с целью получения SiV-центров. Исследование полученных образцов.
Оптимизация технологии легирования алмазных пленок кремнием с целью формирования SiV-центров.
Изготовление тестовых образцов, их исследования. Корректировка технологических процессов и технологических маршрутов по результатам исследований. Работы по подготовке и изготовлению экспериментальных образцов. Исследование полученных образцов.
Цель и задачи

Выполнение НИОКР направлено на решение научно-технических проблем, позволяющих удешевить преобразователь ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона (архитектура ЭОП) за счет выбора других физических принципов (базовых эффектов), базовых материалов и технологических процессов для его реализации.
Идея

Бесконтактная диагностика технического состояния ЛЭП и высоковольтного оборудования электрических подстанций
Активная локация в реальном времени на наличие следов углеводородов в процессе проведения буровых работ
Мониторинг магистральных нефте- и газопроводов на предмет выявления утечек углеводородов
Мобильные устройства мониторинга местности на предмет поиска источников радиоактивного заражения
Прицелы для систем наведения и сопровождения воздушных целей
Приборы УФ видения для любого времени суток
Ультрафиолетовые микроскопы
Области применения разработки

Твердотельный преобразователь
Метод роста алмазной пленки: PE CVD
Подложка: монокристаллический синтетический корунд (сапфир)
Адгезионный подслой: кремний 10 нм

Стенд 1 для наблюдения работоспособности ультрафиолетового преобразователя
Схематическое изображение Стенда 1
Фотоизображение Стенда 1

Результаты
Спектр источника ДДС-30.
Спектр алмазной пленки, выращенной на сапфировой подложке с адгезионным подслоем кремния, не содержащей в себе SiV-центры.
Спектр подложки из сапфира с адгезионным подслоем из кремния (без алмазной пленки), также облученной лампой ДДС-30.
Спектр алмазной пленки, содержащей в себе SiV-центры, выращенной на сапфировой подложке с адгезионным подслоем. Использовался оптимизированный технологический маршрут. Облучение образца лампой ДДС-30.

Стенд 2
Схематическое изображение Стенда 1
Фотоизображение Стенда 1

Результаты
Графики спектральных измерений через систему фильтров (1) образца c SiV-центрами (красный); (2) без SiV-центров(фиолетовый); (3) Без образца (чёрный)

Патент

Результаты выполненных работ обеспечивают достижение необходимых целевых характеристик прибора: преобразование ультрафиолетового излучения в излучение видимого диапазона на фотокатоде устройства (1 каскад – алмазная пленка, содержащая в себе SiV-центры) и регистрация и усиление полученного на фотокатоде сигнала на 2 каскаде (цифровой – на монохроматоре МДР-206, оптический – на ЭОП).
Доказана возможность использования SiV-центров для изготовления ультрафиолетового преобразователя.
Далее:
Необходимо научиться получать более выраженные пики от SiV-центров (изменение концентрации кремния, температуры послеростового отжига, и др.).
Необходимо изготовить опытный образец ультрафиолетового преобразователя.
Необходимо провести проверку работоспособности прибора в реальных условиях.
Выводы